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2.7 La première loi : l'inertie

BiomécaniqueCinétiqueSection 2.77 min de lecturemis à jour le 28 août 2026
Objectifs de la section

La première loi de Newton répond à la première des trois questions posées au §2.6 : tant que la résultante des forces qui s'exercent sur un corps est nulle, son état de mouvement ne change pas — le corps reste au repos, ou poursuit son mouvement rectiligne uniforme. Cette section décompose cet énoncé, le confronte à ce qu'on observe sur Terre — où les corps en mouvement ralentissent toujours —, puis nomme la propriété qu'il révèle : l'inertie, la tendance d'un corps à conserver son état de mouvement. À la fin de cette section, vous devez être capable d'énoncer la première loi, de définir l'inertie, et d'expliquer pourquoi un corps qui ralentit sur Terre ne contredit pas la loi.

2.7.1 Ce que dit l'énoncé​

Reprenons l'énoncé posé au §2.61 : « Un corps conserve son état de repos ou de mouvement rectiligne uniforme tant que la résultante des forces qui s'exercent sur lui est nulle. »

Autrement dit : tant que la résultante des forces sur un corps est nulle, rien ne change. S'il est immobile, il le reste. S'il avance, il continue — en ligne droite (« rectiligne ») et à vitesse constante (« uniforme »), sans ralentir ni accélérer.

La première moitié de la loi, vous l'avez déjà vérifiée sur vous-même : assis, la résultante des forces qui s'exercent sur vous est nulle (§2.5), et vous ne bougez pas. C'est la seconde moitié — le corps qui avance, et qui devrait continuer — qui réserve une surprise.

2.7.2 Aucune force n'est nécessaire pour entretenir le mouvement​

Ce que dit la seconde moitié de la loi renverse l'intuition courante : le mouvement n'a besoin d'aucune force pour se poursuivre. Un objet en mouvement qui ne subit aucune force poursuit son mouvement, en ligne droite et à vitesse constante. Si une force s'applique, ce n'est pas pour entretenir le mouvement — c'est pour changer son état : le démarrer, l'accélérer, le ralentir, l'arrêter.

Si cette idée surprend, c'est que sur Terre, tout ce qu'on lance finit par s'arrêter.

Le cube que Marcel lâche en est l'exemple. L'intuition décrit ce ralentissement comme un mouvement qui « s'épuise » — comme si le cube avait reçu une réserve de mouvement au moment de la poussée, et la vidait en avançant. Mais le mouvement n'est pas une réserve, et rien ne s'use ni ne se consomme à l'intérieur du cube : ce qui l'arrête lui est extérieur. Le frottement figurait sur le diagramme de forces du cube (§2.5) ; après le lâcher, la poussée des mains a disparu, mais pas lui — c'est la seule force horizontale restante, la résultante n'est donc pas nulle, et le cube décélère jusqu'à l'arrêt. Le cube ne s'arrête pas parce que plus rien ne le pousse ; il s'arrête parce que quelque chose le freine. La loi prédit exactement ce qu'on observe.

Figure 2.11figure à produire
Figure 2.11 — Le cube après le lâcher : verticalement, force gravitationnelle et force du sol se compensent ; horizontalement, il ne reste que le frottement — la résultante n'est pas nulle.Source : diaporama CM2, dia 29 — figure à ré-exporter.

Pour observer le mouvement rectiligne uniforme que décrit la loi, il faudrait qu'aucune force non compensée ne s'exerce — une situation presque introuvable sur Terre : un corps en mouvement y est toujours soit freiné (le frottement du sol, celui de l'air), soit accéléré (la force gravitationnelle, quand plus rien ne la compense : c'est la chute libre, déjà rencontrée au chapitre 1 avec la mamie tombant du toit d'un immeuble, §1.7).

2.7.3 L'inertie : la résistance au changement​

Cette tendance qu'a un corps à ne pas changer son état de mouvement porte un nom : l'inertie. L'inertie est une propriété du corps qui dépend de sa masse3 : plus la masse d'un corps est grande, plus son inertie est grande, et plus il résiste au changement.

Le point important est que l'inertie ne s'oppose pas au mouvement lui-même — un camion lancé roule très bien. Elle s'oppose à tout changement de l'état de mouvement, quel qu'il soit : démarrer, accélérer, ralentir, s'arrêter, tourner. Un corps massif est donc difficile à mettre en mouvement — et, une fois en mouvement, tout aussi difficile à arrêter ou à dévier : le caddie lancé s'arrête d'une main, pas le camion, alors que les deux roulent à la même vitesse.

les transitions, moments les plus coûteux de la marche

Démarrer et s'arrêter sont exactement les instants où il faut vaincre l'inertie du corps. Le chapitre 1 l'avait montré sans le nommer : sur une courbe de vitesse, l'accélération n'apparaît qu'au démarrage, à l'arrêt ou au changement d'allure (§1.7) — on en connaît maintenant la cause. Pour la personne âgée, ce sont ces transitions — se lever, initier la marche, faire demi-tour, s'arrêter — qui coûtent le plus de force et déstabilisent le plus. L'initiation de la marche, définie comme la phase transitoire entre la station debout immobile et la marche établie4, est d'ailleurs plus longue chez la personne âgée fragile, avec un premier pas plus court, que chez la personne âgée non fragile5.

Glossaire de la section4 termes
Inertie
Propriété d'un corps : sa tendance à conserver son état de mouvement, repos ou mouvement rectiligne uniforme. Elle dépend de la masse : plus la masse est grande, plus le corps résiste au changement.
Masse
Quantité de matière d'un corps, mesurée en kilogrammes (kg). L'inertie d'un corps dépend de sa masse.
Mouvement rectiligne uniforme
Mouvement en ligne droite, à vitesse constante : l'état que conserve un corps en mouvement tant que la résultante des forces qui s'exercent sur lui est nulle.
Chute libre
Mouvement d'un corps soumis à la seule force gravitationnelle, quand plus rien ne la compense.
À la fin de cette section, je dois être capable de…0 / 4
  1. Énoncer la première loi de Newton et la reformuler en mots simples : tant que la résultante est nulle, rien ne change.
  2. Expliquer pourquoi un corps qui ralentit sur Terre ne contredit pas la loi, en identifiant la force non compensée.
  3. Définir l'inertie comme une propriété, la relier à la masse dont elle dépend, et l'illustrer dans les deux sens : mettre en mouvement, et arrêter.
  4. Expliquer pourquoi les transitions — démarrer, s'arrêter, tourner — sont les moments les plus exigeants de la marche.
Vérifiez votre compréhensioncorrigé au clic

Faux. Si aucune force horizontale ne s'exerçait sur lui, le cube continuerait tout droit, à vitesse constante : le mouvement n'a besoin d'aucune force pour se poursuivre. S'il ralentit, ce n'est pas parce que la poussée manque — c'est parce qu'une force agit : le frottement, qui rend la résultante non nulle.

Les deux roulent à la même vitesse, mais leurs masses sont très différentes. L'inertie dépend de la masse : le camion, beaucoup plus massif, résiste beaucoup plus au changement de son état de mouvement — ici, l'arrêt. La force qu'une main peut fournir suffit à arrêter le caddie, pas le camion.

Parce que la résultante des forces sur un corps en mouvement y est rarement nulle : le corps est soit freiné (frottement du sol, résistance de l'air), soit accéléré (force gravitationnelle plus rien ne compensant, comme en chute libre). Le mouvement rectiligne uniforme exigerait que toutes les forces se compensent exactement pendant tout le trajet.

Footnotes​

  1. Première loi de Newton — Hamm K., Biomechanics of Human Movement (OpenStax / BCcampus, CC BY), §6.2 Newton's First Law of Motion: Inertia. https://pressbooks.bccampus.ca/humanbiomechanics/chapter/4-3-newtons-first-law-of-motion-inertia-2/#:~:text=A%20body%20at%20rest%20remains%20at%20rest — verbatim : « A body at rest remains at rest, or, if in motion, remains in motion at a constant velocity unless acted on by a net external force ». ↩

  2. La conception « motion implies a force » (un mouvement impliquerait une force pour l'entretenir) est documentée depuis les années 1980 — Clement J., Preconceptions in Mechanics (manuscrit en ligne, UMass Amherst), Introduction, p. 6-7. https://people.umass.edu/clement/pdf/PreconceptionsManuscriptEd.pdf — verbatim : « students who hold the "motion implies a force" preconception believe that it requires a constant force to keep an object moving at a constant speed » ; l'exemple de la brouette : « the forward force they need to apply to keep a wheelbarrow moving at a constant speed on level ground ». Source primaire fondatrice : Clement J. (1982), Students' preconceptions in introductory mechanics, American Journal of Physics 50(1):66-71 (accès restreint). ↩

  3. Inertie mesurée par la masse, et masse comme quantité de matière — Hamm K. (OpenStax / BCcampus), §6.2 Newton's First Law of Motion: Inertia. https://pressbooks.bccampus.ca/humanbiomechanics/chapter/4-3-newtons-first-law-of-motion-inertia-2/#:~:text=the%20inertia%20of%20an%20object%20is%20measured%20by%20its%20mass — verbatim : « the inertia of an object is measured by its mass » ; https://pressbooks.bccampus.ca/humanbiomechanics/chapter/4-3-newtons-first-law-of-motion-inertia-2/#:~:text=mass%20is%20a%20measure%20of%20the%20amount — verbatim : « mass is a measure of the amount of "stuff" (or matter) in something ». ↩

  4. Définition de l'initiation de la marche — Hommen J.M., Batista J.P., Bollheimer L.C. et al. (2024), Movement patterns during gait initiation in older adults with various stages of frailty: a biomechanical analysis, European Review of Aging and Physical Activity 21:1, DOI 10.1186/s11556-024-00335-w — Introduction. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10787464/#:~:text=the%20transient%20phase%20from%20a%20quiet%20standing%20posture%20to%20steady%20state%20walking — verbatim : « the transient phase from a quiet standing posture to steady state walking ». ↩

  5. Différences observées chez la personne âgée fragile à l'initiation de la marche — Hommen J.M. et al. (2024), op. cit., Résultats. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10787464/#:~:text=significantly%20longer%20unloading%20durations — verbatim : « significantly longer unloading durations, and total durations of gait initiation compared to non-frail older adults » et « shorter first step lengths compared to non-frail older adults ». Fiche de lecture à créer : litterature/fiche-hommen-2024.md. ↩

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