Forces élastiques et forces de traînée
La force élastique exercée par un ressort est proportionnelle à son allongement selon la formule T⃗ = -K × x × x⃗, où K est la constante de raideur (N.m⁻¹) et x l'allongement (x = l - l₀). Si l'allongement est nul, T = 0 ; si le ressort est étiré, T⃗ s'oriente vers la position de repos.
La force de traînée (ou force aérodynamique) s'oppose toujours au mouvement d'un objet dans un fluide. Son intensité se calcule par la relation Rₓ = ½ρ × S × Cₓ × v², où ρ est la masse volumique du fluide, S la surface frontale, Cₓ le coefficient de traînée et v la vitesse du solide.
Le coefficient de traînée Cₓ varie selon la forme de l'objet : une sphère a un Cₓ d'environ 0,47, un cube 1,05, tandis qu'un corps profilé (comme une forme d'aile) peut descendre jusqu'à 0,04. Plus la forme est aérodynamique, plus le Cₓ est faible.
📊 Application pratique : La relation fondamentale de la dynamique nous aide à comprendre pourquoi les voitures de course ont des formes si aérodynamiques - elles réduisent leur coefficient de traînée pour minimiser la résistance de l'air et maximiser leur vitesse à puissance égale.