La quantité de mouvement est le produit de la masse et de la vitesse d'un objet. C'est un vecteur, elle possède donc une magnitude et une direction. Un camion lourd roulant lentement peut avoir une quantité de mouvement supérieure à celle d'une voiture légère roulant rapidement. La quantité de mouvement se mesure en kilogrammes-mètres par seconde. C'est une grandeur conservée, ce qui signifie que dans un système isolé, la quantité de mouvement totale avant un événement est égale à la quantité de mouvement totale après. C'est le principe de fonctionnement d'une fusée : elle expulse ses gaz d'échappement dans une direction, puis se déplace dans la direction opposée. La quantité de mouvement totale du système reste constante.

La quantité de mouvement est étroitement liée à la force. La deuxième loi de Newton s'écrit souvent ainsi : la force est égale à la variation de la quantité de mouvement par seconde. Cette formulation est plus générale que F = ma, car elle reste valable même en cas de variation de masse. Une fusée perd de la masse en brûlant du carburant ; par conséquent, F = ma ne s'applique pas directement. En revanche, F = dp/dt s'applique. L'impulsion correspond à la variation de la quantité de mouvement et est égale au produit de la force par le temps. C'est le principe de fonctionnement des airbags : ils augmentent la durée d'un impact, réduisant ainsi la force exercée sur le passager. La quantité de mouvement se conserve également lors des collisions, qu'elles soient élastiques ou inélastiques. Lors d'une collision élastique, l'énergie cinétique est également conservée. Lors d'une collision inélastique, une partie de l'énergie cinétique est dissipée sous forme de chaleur ou de déformation, mais la quantité de mouvement reste conservée.

Faits sur l'élan

• Définition. Masse multipliée par la vitesse.
• Vecteur. Possède une magnitude et une direction.
• Conservé. La quantité de mouvement totale dans un système fermé est constante.
• Force. Taux de variation de la quantité de mouvement.
• Impulsion. Force multipliée par le temps, égale la variation de la quantité de mouvement.

La quantité de mouvement et l'énergie cinétique sont différentes. La quantité de mouvement est un vecteur, tandis que l'énergie cinétique est un scalaire. Toutes deux se conservent, mais de manière différente.