Annexe Cohésion 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. 1 Annexe Cohésion 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 : ⃗ et lignes de champ. Vecteur champ magnétique B 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. 2