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DYNAMIQUE
RELATIVISTE
Nous avons vu précédemment comment la description du mouvement (c'est-à-dire
la cinématique) devait être modifiée pour satisfaire au principe de relativité. Dans ce
chapitre, nous étudions comment doivent être reformulées les lois de la dynamique,
c'est-à-dire, essentiellement, les liens entre forces et mouvement.
En fait, si les lois de 1' électromagnétisme et, par suite, 1 'expression de la force
de Lorentz, sont en accord avec les transformations de Lorentz et le principe de relativité, nous allons voir qu'il n'en est pas de même pour les lois de la mécanique
newtonienne, et qu'il nous faut revoir les définitions de l' énergie et de la quantité de
mouvement si l'on veut conserver les principes usuels de la dynamique, à savoir le
principe fondamental de la dynamique (PFD) et le théorème de l'énergie cinétique.
La fin de ce chapitre, consacrée aux collisions relativistes, nous permettra d'illustrer ces définitions par quelques exemples génériques.
7.1 QUELQUES RAPPELS DE DYNAMIQUE
CLASSIQUE
Ces rappels concernent la dynamique classique des objets matériels et des champs
électromagnétiques, et les formules considérées ne sont donc, a priori, pas relativistes. Nous mettons néanmoins 1 'accent sur le fait que les lois de Maxwell respectent
le principe de relativité de Lorentz.
Nous insistons également sur les lois de conservation (masse, quantité de mouvement, énergie) sur lesquelles nous nous appuierons, dans les paragraphes suivants
de ce chapitre, pour introduire les notions de quantité de mouvement et d'énergie
relativistes.
7.1.1 Dynamique newtonienne
Comme on l'a vu au chapitre 1, la quantité de mouvement p d'une particule ponctuelle de masse met de vitesse v est définie, en mécanique classique, par la relation
suivante:
p = mv
(7.1)
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