CH1 NOTION DE CHAMP

Annexe Cohésion
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CH1 NOTION DE CHAMP
La détermination d’une interaction nécessite la connaissance des caractéristiques de tous les corps mis en jeu.
Toutefois, il arrive souvent qu’un corps voit son comportement modifié sans qu’on ne connaisse le (ou les)
corps qui en est (sont) la cause.
On dit alors que le corps étudié se trouve dans un champ, dont il est possible de déterminer les caractéristiques
sans nécessairement en connaître la source.
Définition d’un champ
En 1861, Maxwell créa le concept fondamental du « champ». Par champ, il désigne une perturbation de
l'espace qui, en chaque point, est due à une grandeur physique indépendante des corps qui peuvent s'y
trouver, cette grandeur pouvant être un nombre (température, pression, …) ou un vecteur (vitesse, champ
magnétique dû à un aimant …).
« Le champ, disait-il, crée une toile à travers tout le ciel ».
Son effet peut être gravitationnel lorsqu’il est lié à la Terre, électrique autour d'une charge, ou magnétique
autour d'un courant électrique ou d’un aimant.
En dehors des champs, il n’y a plus existence de force.
« Cette théorie était fascinante. Désormais, à l'idée classique de force qui fait jouer un rôle muet à l'espace, le
concept de champ consiste en un processus dans lequel les corps en interaction baignent dans l'espace. Cet
espace a la propriété d'interagir avec les corps ».
Albert Einstein
Exemples de champs particuliers
 Un champ est dit uniforme s’il est identique en tout point de l’espace considéré.
 Un champ est dit constant s’il n’évolue pas au cours du temps.

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Lignes de champ vectoriel
On utilise souvent la notion de « lignes de champ » pour un champ vectoriel. Le tracé des lignes de champ
permet d'établir l'allure générale d’un champ dans une région donnée de l'espace.
Le vecteur champ en un point M de l’espace est tangent à la ligne de champ passant par M.
Ex : Vecteur champ magnétique B
⃗
⃗
et lignes de champ.
L’étude des lignes de champ de vitesse
des vents en météorologie permet
d’établir des prévisions météorologiques
trouvant de nombreuses applications, à
commencer par
« Va-t-il pleuvoir aujourd’hui ? »
L’étude théorique du comportement d’un fluide autour d’un obstacle permet, à travers la visualisation des
lignes de champ de vitesse de ce fluide, de définir le profil à donner à une aile d’avion afin de générer le moins
de turbulences possibles. En effet, plus les turbulences sont fortes, plus le délai entre le passage de deux avions
doit être grand.