Calculateurs de physique : mouvement, force et énergie

Rendement mécanique

Saisissez le travail, l'énergie ou la puissance que vous fournissez à une machine et ce qu'elle restitue, et ce calculateur vous donne le rendement mécanique en pourcentage, ainsi que l'énergie perdue.

Plan incliné

Calculez l’accélération d’un objet qui glisse sur un plan incliné à partir de l’angle d’inclinaison et du coefficient de frottement, ou déterminez l’angle ou le coefficient de frottement lorsque l’accélération est connue.

Rapport de transmission

Calculez le rapport de transmission à partir du nombre de dents, du diamètre des roues dentées ou des vitesses mesurées, et obtenez en une seule étape la vitesse de sortie, le couple de sortie et la puissance de sortie d’une paire d’engrenages.

Tir parabolique

Calculez le temps de vol, la hauteur maximale, la portée horizontale et la vitesse d'impact d'un projectile à partir de sa vitesse initiale, de son angle de tir, de sa hauteur initiale et de la gravité. Prend en charge m/s, km/h, ft/s, mph et différentes gravités.

Énergie cinétique de rotation

Calculez l'énergie cinétique de rotation d'un objet en rotation ou d'un volant d'inertie à partir de son moment d'inertie et de sa vitesse angulaire, ou à partir de la masse et du rayon d'un disque plein. Ajoutez optionnellement l'énergie cinétique de translation pour les objets qui roulent.

Énergie potentielle

Calculez l'énergie potentielle gravitationnelle à partir de la masse, de la hauteur et de l'accélération de la pesanteur. Saisissez les valeurs en kg, m et m/s² pour obtenir instantanément le résultat en joules.

Couple

Calculez le couple, la force ou la longueur du bras de levier avec τ = r · F · sin(θ). Entrez deux grandeurs quelconques et l'angle, et obtenez le résultat en N·m, lb·ft ou kgf·m.

Force

Calculez la force à partir de la masse et de l’accélération grâce à la deuxième loi de Newton (F = m × a). Saisissez la masse en kg et l’accélération en m/s² pour obtenir instantanément la force en newtons.

Masse

Calculez la masse d’un objet à partir de la force et de l’accélération grâce à la deuxième loi de Newton. Saisissez la force en newtons et l’accélération en m/s² pour obtenir instantanément la masse en kilogrammes.

Pression

Calculez la pression à partir de la force et de l'aire (ou déterminez la force ou l'aire) avec P = F / A. Entrez deux valeurs connues, choisissez vos unités et obtenez le résultat en Pa, kPa, bar, psi et plus encore.

Puissance

Calculez la puissance, le travail ou le temps à partir de la relation P = W/t. Entrez les deux valeurs connues avec leurs unités (J ou kJ pour le travail ; s, min ou h pour le temps) et obtenez instantanément la troisième grandeur.

Module de Young

Calculez le module de Young (module d'élasticité) à partir de la contrainte et de la déformation, ou à partir de la force, de l'aire de la section et de la variation de longueur. Résultats en GPa, MPa, Pa et psi.

Vitesse angulaire

Calculez la vitesse angulaire à partir du déplacement angulaire et du temps, ou à partir de la vitesse linéaire et du rayon. Entrez vos valeurs et obtenez des résultats en rad/s, tr/min, degrés par seconde, période et fréquence.

Équations de la cinématique

Calculez n’importe quelle variable manquante dans un mouvement à accélération constante. Saisissez les valeurs connues, choisissez la variable à calculer — vitesse initiale, vitesse finale, accélération, temps ou déplacement — et obtenez une réponse instantanée grâce aux équations SUVAT.

Avantage du levier

Calculez l'avantage mécanique d'un levier et la force d'effort nécessaire pour soulever une charge. Entrez le bras de force, le bras de charge et, si vous le souhaitez, le poids de la charge et la force que vous pouvez appliquer.

Calculateur d’impulsion

Calculez l’impulsion (J = F·Δt), la force ou l’intervalle de temps à partir des deux autres valeurs. Saisissez la force en N ou en kN et le temps en s ou en ms — utile pour les problèmes de quantité de mouvement et de collisions en physique et en ingénierie.

Contrainte & Déformation

Calculez la contrainte, la déformation et l'allongement d'une pièce à partir de la force appliquée, de la section et des longueurs. Entrez la force, l'aire, la longueur initiale et la longueur déformée pour obtenir la contrainte en MPa/psi, la déformation et ΔL.

Force centripète

Calculez la force centripète, la masse, la vitesse ou le rayon d’un objet en mouvement circulaire. Saisissez les valeurs connues, choisissez la variable à calculer et obtenez instantanément un résultat en unités SI.

Grandissement

Entrez les hauteurs de l'objet et de l'image, ou leurs distances par rapport à une lentille ou à un miroir, pour obtenir le grandissement linéaire, la taille de l'image, et savoir si l'image est droite ou renversée.

Moment cinétique

Calculez le moment cinétique L à partir du moment d'inertie et de la vitesse angulaire, ou à partir des données d'une masse ponctuelle (masse, vitesse, rayon). Saisissez vos valeurs dans n'importe quelle unité et obtenez L en kg·m²/s (J·s).

Moment d'inertie

Calculez le moment d'inertie massique de tiges, disques, cerceaux, sphères, coquilles, plaques et masses ponctuelles. Choisissez une forme et un axe, entrez la masse et les dimensions, et obtenez I en kg·m² ainsi que le rayon de giration.

Poids sur les planètes

Entrez votre masse ou votre poids terrestre et découvrez instantanément ce que vous pèseriez sur la Lune, Mars, Jupiter, le Soleil, Pluton et toutes les autres planètes du Système solaire.

Pression hydrostatique

Calculez la pression hydrostatique à n’importe quelle profondeur dans l’eau ou un autre fluide. Saisissez la profondeur, la masse volumique du fluide et l’accélération de la pesanteur pour obtenir la pression relative et la pression absolue en kPa, bar, psi, atm et mmHg.

Quantité de mouvement

Calculez la quantité de mouvement, la masse ou la vitesse avec p = mv. Entrez deux des trois valeurs, choisissez vos unités et obtenez un résultat instantané en kg·m/s.

Équation de fusée

Calculez le delta-v idéal d'une fusée à partir de l'équation de Tsiolkovski. Entrez la vitesse d'éjection (ou l'impulsion spécifique), la masse initiale et la masse finale à sec.

Accélération angulaire

Calculez l'accélération angulaire (α) à partir de la variation de la vitesse angulaire au cours du temps, ou à partir du couple et du moment d'inertie. Saisissez vos valeurs dans n'importe quelle unité et obtenez le résultat en rad/s², tr/min/s et plus encore.

Avantage poulie

Entrez le nombre de brins de corde qui supportent votre charge pour trouver l'avantage mécanique d'un système de poulies. Ajoutez éventuellement le poids de la charge, le rendement et la distance de levage pour obtenir la force d'effort nécessaire et la longueur de corde à tirer.

Calculateur d’énergie potentielle élastique

Calculez l’énergie potentielle élastique stockée dans un ressort à partir de sa raideur et de son déplacement, ou déterminez k ou x lorsque l’énergie est connue. Prend en charge les unités N/m, N/cm, m, cm et mm.

Chute libre

Calculez le temps de chute libre, la vitesse à l’impact et la distance parcourue à partir de la hauteur, du temps ou de la vitesse finale. Saisissez l’une de ces valeurs, la vitesse initiale et l’accélération de la pesanteur pour obtenir immédiatement les résultats.

Collision inélastique

Calculez la vitesse finale et l’énergie cinétique perdue lors d’une collision parfaitement inélastique en une dimension. Saisissez les masses et les vitesses initiales des deux objets pour déterminer la vitesse de l’ensemble après le choc et l’énergie dissipée.

Conservation de l’énergie

Ce calculateur applique la conservation de l’énergie mécanique pour comparer deux états d’un objet en mouvement. Saisissez la masse, la hauteur et la vitesse à l’état 1, ainsi que la hauteur à l’état 2, pour trouver la vitesse à l’état 2 et vérifier que l’énergie totale est conservée.

Distance d'arrêt

Calculez la distance d'arrêt totale d'une voiture à partir de sa vitesse, du temps de réaction du conducteur, de l'adhérence de la route et de la pente. Entrez vos valeurs pour voir la distance de réaction, la distance de freinage et la distance totale en mètres et en pieds.

Déplacement

Calculez le déplacement, la vitesse initiale, l’accélération ou le temps à l’aide de l’équation cinématique s = ut + ½at². Choisissez la grandeur à déterminer, saisissez les valeurs connues et obtenez immédiatement le résultat.

Force de frottement

Calculez la force de frottement à partir du coefficient de frottement et de la force normale, ou déterminez plutôt μ ou N. Saisissez deux valeurs connues et obtenez immédiatement le résultat pour tout problème de surfaces en contact.

Force g

Saisissez une accélération en m/s², ft/s², g ou km/h par seconde : ce calculateur la convertit en force g, une charge exprimée en multiple de l’accélération gravitationnelle.

Force gravitationnelle

Calculez la force d’attraction gravitationnelle entre deux masses à l’aide de la loi de la gravitation universelle de Newton. Saisissez les deux masses et la distance entre leurs centres pour obtenir la force en newtons, en livres-force et dans d’autres unités.

Machine d'Atwood

Calculez l'accélération et la tension de la corde dans une machine d'Atwood. Entrez les deux masses (kg ou g) et l'accélération gravitationnelle pour résoudre instantanément ce système classique à deux masses et poulie.

Vitesse de libération

Calculez la vitesse de libération de la Terre, de la Lune, de Mars, du Soleil ou de tout autre corps à partir de sa masse et de son rayon, avec vₑ = √(2GM/R). Résultats en km/s, m/s, mph et d’autres unités, ainsi que l’accélération de la pesanteur à la surface.

Vitesse moyenne

Calculez la vitesse moyenne à partir de la distance totale et de la durée totale d’un trajet, ou saisissez plusieurs tronçons avec leurs distances et leurs durées. Les résultats sont affichés en m/s, km/h et mph, avec la vitesse vectorielle moyenne lorsque des tronçons sont indiqués.

Vitesse orbitale

Calculez la vitesse nécessaire pour une orbite circulaire autour de la Terre, de la Lune, de Mars, de Jupiter, du Soleil ou d'un astre personnalisé. Entrez une altitude ou un rayon orbital et obtenez la vitesse orbitale, la période et la longueur de l'orbite.

Équation des lentilles

Résolvez l'équation des lentilles minces 1/f = 1/do + 1/di pour la distance image, la distance objet ou la distance focale. Entrez deux valeurs connues et obtenez la troisième, plus le type d'image, le grandissement et la hauteur de l'image.

Accélération

Calculez l'accélération à partir de la deuxième loi de Newton : saisissez la force appliquée en newtons et la masse de l'objet en kilogrammes, et le calculateur renvoie l'accélération en m/s².

Accélération angulaire

Calculez l'accélération angulaire (α) en rad/s² à partir de la variation de la vitesse angulaire au cours du temps, ou à partir du couple et du moment d'inertie. Entrez les valeurs connues et obtenez instantanément les conversions d'unités.

Avantage d'une vis

Calculez l'avantage mécanique idéal d'une vis à partir du pas hélicoïdal de son filetage et du rayon de sa manivelle. Entrez le rayon du levier, le pas du filetage et, en option, une force appliquée pour connaître la force axiale que la vis peut exercer.

Collision élastique (1D)

Calculez les vitesses finales de deux objets après une collision élastique unidimensionnelle. Saisissez la masse et la vitesse initiale de chaque objet : le calculateur applique les lois de conservation de la quantité de mouvement et de l’énergie cinétique.

Densité relative

Saisissez une masse volumique (ou une masse et un volume) et obtenez instantanément la densité relative par rapport à l'eau, à l'eau de mer, à l'air ou à une référence personnalisée, ainsi que la masse volumique convertie en unités courantes.

Effet Doppler

Calculez la fréquence que vous entendez lorsqu’une source sonore ou un observateur est en mouvement. Saisissez la fréquence de la source, les vitesses de la source et de l’observateur ainsi que celle de l’onde pour obtenir la hauteur perçue lors d’un rapprochement ou d’un éloignement.

Loi de Coulomb

Calculez la force électrostatique entre deux charges ponctuelles à l’aide de la loi de Coulomb. Saisissez les deux charges (en nC, μC, mC, C ou e) et la distance qui les sépare pour obtenir la force en newtons ainsi que son sens.

Loi de Hooke

Calculez la force exercée par un ressort, sa raideur ou son déplacement à l’aide de la loi de Hooke (F = k·x). Saisissez les deux grandeurs connues, choisissez vos unités et obtenez instantanément la troisième valeur.

Loi de Snell-Descartes

Saisissez l'angle d'incidence et les indices de réfraction des deux milieux pour trouver l'angle de réfraction à partir de la loi de Snell. Le calculateur indique également l'angle limite et vous avertit lorsqu'une réflexion totale interne se produit.

Masse volumique

Calculez la masse volumique à partir de la masse et du volume, ou trouvez la masse ou le volume lorsque la masse volumique est connue. Prend en charge les kg, g, lb, L, m³, gal et d’autres unités, avec conversion instantanée.

Pendule simple

Calculez la période d'un pendule simple à partir de sa longueur et de la gravité, ou trouvez la longueur nécessaire pour une période donnée. Entrez la valeur connue et obtenez la période, la fréquence et le nombre d'oscillations par minute.

Poussée d’Archimède

Calculez la poussée d’Archimède exercée sur un objet à partir de la masse volumique du fluide, du volume déplacé et de la gravité. Vous pouvez aussi saisir le poids de l’objet pour obtenir son poids apparent et savoir s’il flotte ou coule.

Tension dans les cordes

Calculez la tension dans une corde unique ou dans deux cordes formant le même angle et soutenant une masse. Entrez la masse, l'accélération et l'angle pour obtenir la tension en newtons.

Travail

Calculez le travail d'une force constante agissant sur une distance. Entrez la force en newtons et la distance en mètres, et le résultat est affiché instantanément en joules.

Travail total

Calculez le travail total (net) exercé sur un objet à partir de sa masse et de la variation de sa vitesse grâce au théorème de l'énergie cinétique. Entrez la masse, la vitesse initiale et la vitesse finale pour obtenir le résultat en joules.

Virage relevé

Calculez la vitesse idéale dans un virage relevé à partir de son rayon et de son angle de dévers, ainsi que les vitesses maximales et minimales lorsque l’adhérence des pneus est prise en compte. Saisissez le rayon, l’angle et le coefficient de frottement pour obtenir les résultats en km/h, mph et m/s.

Vitesse d'une onde

Calculez la vitesse d'une onde, sa longueur d'onde ou sa fréquence à partir des deux autres valeurs grâce à l'équation d'onde v = f·λ. Entrez deux grandeurs quelconques, choisissez vos unités, et la valeur manquante est calculée instantanément.

Vitesse finale

Calculez la vitesse finale, la vitesse initiale, l’accélération ou le temps à l’aide de l’équation cinématique v = u + at. Saisissez trois valeurs et le calculateur détermine la quatrième. Les unités m/s, km/h, s et min sont prises en charge.

Vitesse limite

Calculez la vitesse limite d'un objet en chute libre à partir de sa masse, de son coefficient de traînée, de la densité de l'air, de sa section frontale et de la gravité. Entrez les valeurs et obtenez la vitesse maximale de chute en m/s, km/h, mph et plus encore.

Énergie cinétique

Calculez l’énergie cinétique d’un objet en mouvement à partir de sa masse et de sa vitesse avec la formule EC = ½mv². Saisissez les valeurs en kg et en m/s pour obtenir instantanément le résultat en joules.

Équation de Bernoulli

Résolvez l’équation de Bernoulli pour déterminer la pression, la vitesse ou l’altitude inconnue en un second point situé le long d’une ligne de courant. Saisissez toutes les données au point 1, laissez un champ du point 2 vide et le calculateur trouvera l’inconnue.