Qu'est-ce que système de particules ?

Un système de particules est une modélisation physique simplifiée d'un corps complexe ou d'un ensemble de corps, où chaque corps est représenté par un simple point matériel possédant une masse, une position et éventuellement une vitesse. L'interaction entre ces particules peut être définie par des forces internes (par exemple, des ressorts reliant les particules) et/ou des forces externes (par exemple, la gravité).

Les systèmes de particules sont utilisés dans de nombreux domaines, notamment :

  • Simulation physique : Pour simuler des phénomènes comme les fluides, les tissus, les fumées, les explosions, les cheveux, etc. Ils sont particulièrement efficaces pour modéliser des corps déformables.
  • Graphisme informatique : Pour créer des effets visuels réalistes, tels que la pluie, la neige, les étincelles, etc.
  • Dynamique moléculaire : Pour simuler le comportement de molécules et d'atomes.
  • Robotique : Pour la planification de trajectoires et la navigation.

Les propriétés clés d'un système de particules incluent :

  • Position : La position de chaque particule dans l'espace.
  • Vitesse : La vitesse de chaque particule.
  • Masse : La masse de chaque particule.
  • Forces : Les forces agissant sur chaque particule (internes et externes).

L'évolution du système est déterminée par l'application des lois de Newton (principalement F=ma) à chaque particule et l'intégration numérique de ces équations différentielles. Différentes méthodes d'intégration numérique existent, chacune avec ses propres avantages et inconvénients en termes de précision et de stabilité. Parmi les méthodes courantes, on retrouve l'intégration d'Euler, l'intégration de Verlet, et l'intégration de Runge-Kutta.

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