Un couple s'exprime en joule !

[invite233cad35]

J'ai découvert par un sujet de concours qu'un couple était une énergie, c'est louche mais pourtant c'est le cas. Il faudra s'y habituer ! Je pense que je n'étais pas la seule à ne pas l'avoir remarqué. Q'en pensez-vous ?
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[Duke Alchemist]

Bonjour.

Un couple (ou un moment) est homogène à ML²T^-2 de par ses unités mais cette grandeur est issue d'un produit vectoriel (qui donne un vecteur) dont la norme s'exprime en N.m (lire "Newton mètre") contrairement à une énergie (ou à un travail d'une force) qui est un scalaire et qui s'exprime en joule.

Est-ce que je m'égare ?

Duke.

[LPFR]

Bonjour.
Non. Un couple n'est pas une énergie. Même si on le mesure en Newtons.mètre (surtout pas en joules !).
Pour le travail "les newtons sont parallèles aux mètres" et pour le couple "ils sont perpendiculaires".
C'est à dire, le travail est le produit d'une force multipliée par la distance parcourue parallèlement à la force. Alors que le couple est le produit de la force multipliée par la distance de l'axe à la droite qui porte la force (et cette distance est perpendiculaire à la droite).
Il y a d'autres cas similaires en physique, dans lesquels les mêmes unités correspondent à des grandeurs physiques différentes.
Au revoir.

[invite233cad35]

Je comprend qu'un couple ne représente pas une énergie mais est simplement homogène à une énergie.
Est-il faux de dire un couple de 3 joules ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[LPFR]

Je comprend qu'un couple ne représente pas une énergie mais est simplement homogène à une énergie.
Est-il faux de dire un couple de 3 joules ?

Re.
Oui. Complétement, absolument, irrémédiablement faux. C'est une immense connerie
A+

[Duke Alchemist]

Re-

Euh bizarrement, j'aurais répondu "Ouuuuuuuuuuuuuuuuuuuui !" à la question posée.
Un couple de 3N.m oui mais de 3J non !

Duke.

[invite233cad35]

Oui. Complétement, absolument, irrémédiablement faux. C'est une immense connerie

Pourtant c'est homogène à des joules. http://fr.wikipedia.org/wiki/Joule

Comment réagirait un physicien face à : "Le couple obtenu est de 12 calories." ?

[invite2313209787891133]

Bonjour

Non, un couple ne s'exprime pas en joules.
C'est d'ailleurs une question qui peut se résoudre intuitivement: Quand on essaye de débloquer un écrou avec une clé on doit exercer un certain couple, mais une fois ce couple dépassé l'écrou se débloque instantanément, et la clé n'a pratiquement pas bougé autour de son axe.
On a uniquement exercé une force sur un levier sans effectuer de déplacement; il n'y a pas de produit "force x distance".

[coussin]

Est-il faux de dire un couple de 3 joules ?

Je ne trouve pas ça faux puisque par définition 1 Joule est 1 Newton.mètre.
Quant à savoir si c'est à propos, c'est une autre histoire

[Duke Alchemist]

Re-

Pourtant c'est homogène à des joules. http://fr.wikipedia.org/wiki/Joule...

As-tu lu la troisième ligne du paragraphe définition de ton lien ?

Comment réagirait un physicien face à : "Le couple obtenu est de 12 calories." ?

Ben... pas très bien... normalement

Duke.

[verdifre]

bonjour,
ou il manque un angle quelque part, car un couple multiplié par un angle est bien une energie.
je ne suis pas du tout specialiste en analyse dimentionelle, mais cette histoire d'angle qui n'a pas d'unité cela m'a souvent paru "louche" et au risque de relancer un vieux debat je me demande si il n'y aurait pas en fin de compte des complexes qui traineraient dans cette histoire. Le couple ne serait il pas sur un axe complexe ?
Dans ce cas precis, multiplier par une valeur sans dimention change la nature de la grandeur
fred

[verdifre]

re
ce qui me fait penser au complexes, c'est finalement le probleme de la multiplication, le produit scalaire et le produit vectoriel qui sont de nature trés differentes se traduisent dans la "formule" par le même symbole multiplié, c'est pas vraiment coherent même si c'est operatoire.
fred

[stefjm]

Bonjour,
Un fil juste pour moi.

J'ai découvert par un sujet de concours qu'un couple était une énergie, c'est louche mais pourtant c'est le cas. Il faudra s'y habituer ! Je pense que je n'étais pas la seule à ne pas l'avoir remarqué. Q'en pensez-vous ?

Que vous avez bien raison.
J'ai ouvert ce fil pour recenser les bizarreries dimensionnelles de ce type.

http://forums.futura-sciences.com/ph...ifferente.html

Un couple n'est pas une énergie. Même si on le mesure en Newtons.mètre (surtout pas en joules !).

Oui pour la première et non pour la seconde.

Pour le travail "les newtons sont parallèles aux mètres" et pour le couple "ils sont perpendiculaires".
C'est à dire, le travail est le produit d'une force multipliée par la distance parcourue parallèlement à la force. Alors que le couple est le produit de la force multipliée par la distance de l'axe à la droite qui porte la force (et cette distance est perpendiculaire à la droite).

Et donc un angle qui intervient.

Je ne trouve pas ça faux puisque par définition 1 Joule est 1 Newton.mètre.
Quant à savoir si c'est à propos, c'est une autre histoire

Je suis complétement d'accord avec coussin.

bonjour,
ou il manque un angle quelque part, car un couple multiplié par un angle est bien une energie.
je ne suis pas du tout specialiste en analyse dimentionelle, mais cette histoire d'angle qui n'a pas d'unité cela m'a souvent paru "louche" et au risque de relancer un vieux debat je me demande si il n'y aurait pas en fin de compte des complexes qui traineraient dans cette histoire. Le couple ne serait il pas sur un axe complexe ?
Dans ce cas precis, multiplier par une valeur sans dimention change la nature de la grandeur
fred

Ce qu'il y a de sûr, c'est que c'est lié au quaternion, produit scalaire, vectoriel et tenseur.
Il y a aussi le problème de la dimension du radian.
http://forums.futura-sciences.com/ph...une-unite.html

Une énergie, c'est N.m
Un couple, c'est N.m/rad

Pas tout à fait pareil, mais comme on ne met pas de dimension au radian, cela le cache.

Cordialement.

[stefjm]

Re-As-tu lu la troisième ligne du paragraphe définition de ton lien ?
Duke.

J'adore le coté vaseux du BIPM

«En pratique, afin de réduire le risque de confusion entre des grandeurs différentes ayant la même dimension, on exprime leur unité en employant de préférence un nom spécial ou une combinaison particulière de noms d'unités, rappelant comment la grandeur est définie. Par exemple, la grandeur « couple » peut être considérée comme résultant du produit vectoriel d'une force par une distance, ce qui suggère d'utiliser l'unité newton mètre, ou comme représentant une énergie par unité d'angle, ce qui suggère d'utiliser l'unité joule par radian. »

http://www.bipm.org/fr/si/si_brochur...2-2/2-2-2.html

Mais l'argument ne tient pas une seconde : Le travail se définit comme produit scalaire de la force par le déplacement donc exprimé en N.m !

Par contre, je suis tout à fait d'accord pour exprimer un couple en joule/radian ou en N.m/rad.

Pas étonnant que les terminal qui révisent pour le bac y perdent leur latin...

Cordialement.

[LPFR]

Re.
La différence entre un newton multiplie par un mètre comme couple ou comme travail, est le physicien qui est derrière qui réfléchit et ne se limite pas à "appliquer des formules".

Seuls les non-physiciens auraient l'idée de mesurer un couple en joules.

Et l'angle dont vous parlez est en réalité, l'angle entre la direction de la force et la direction de la distance mesurée.

@Stejjm: nous avons déjà participé à une discussion plus ancienne que le lien que vous donnez: http://forums.futura-sciences.com/ph...ifferente.html
dans laquelle on avait fait "l'inventaire" des grandeurs physiques différentes qui se mesuraient dans les mêmes "dimensions" (pour ne pas utiliser "unités").
A+

[verdifre]

Bonjour,

La différence entre un newton multiplie par un mètre comme couple ou comme travail, est le physicien qui est derrière qui réfléchit et ne se limite pas à "appliquer des formules".

ce travail n'est il pas compliqué par une inadequation du modele mathematique ?
Je pense qu'il est indeniable que le gros travail fait sur les unités a largement simplifiée la tache du physicien. l'utilisation d'une unité d'energie unifiée à quand même permis de se preocuper d'autres choses que de convertions diverses et variées.
Tenter de rendre encore plus cohérent cet ensemble ne peut à mon avis qu'aller dans le bon sens.
fred

[invite2313209787891133]

Bonjour

Par contre, je suis tout à fait d'accord pour exprimer un couple en joule/radian ou en N.m/rad.

Sauf que ça n'a rien à voir; un couple n'est ni plus ni moins qu'une force en newton multiplié par un facteur qui est lié au bras de levier; il n'y a aucune notion de quantité d'énergie la dedans.

[LPFR]

Bonjour,

ce travail n'est il pas compliqué par une inadequation du modele mathematique ?
...

Re.
Je ne pense pas qu'un physicien puisse confondre un seul instant travail et couple.
Ni qu'il ait besoin d'autres aides.
A+

[stefjm]

Sauf que ça n'a rien à voir; un couple n'est ni plus ni moins qu'une force en newton multiplié par un facteur qui est lié au bras de levier; il n'y a aucune notion de quantité d'énergie la dedans.

Pour le moins lapidaire.
Rien à voir?

http://forums.futura-sciences.com/ph...ml#post1778396
http://forums.futura-sciences.com/ph...dimension.html

Cordialement.

[stefjm]

Re.
Je ne pense pas qu'un physicien puisse confondre un seul instant travail et couple.
Ni qu'il ait besoin d'autres aides.
A+

Ainsi parlait Aristote?

La remarque de Fred est pleine de bon sens :
Tenter de rendre encore plus cohérent cet ensemble ne peut à mon avis qu'aller dans le bon sens.

Bonjour Stefjm.
Désolé, Stef, mais nous n'avons pas les mêmes problèmes "philosophiques". Le "support mathématique (axiomatique)" de la physique ne m'intéresse pas du tout. Je comprends que cela vous passionne, mais ce n'est pas mon cas, et je ne suis pas un interlocuteur amusant pour discuter du sujet.
Les maths peuvent atteindre la perfection (ou du moins le pouvaient avant Gödel), mais je ne l'ai jamais espéré de la physique.
Pour moi, les maths ne sont qu'un outil de calcul. Rien de plus.
Cordialement,
LPFR

Votre intérêt a-t-il évolué depuis cette époque?

Perso, je ne confond jamais couple et énergie car je fais de l'AD avec le radian. (et j'ai un petit sens physique qui me souffle quand je me plante...)

[invite2313209787891133]

Pour le moins lapidaire.
Rien à voir?

http://forums.futura-sciences.com/ph...ml#post1778396
http://forums.futura-sciences.com/ph...dimension.html

Cordialement.

Désolé, mais je n'arrive pas à m'intéresser à ce type de discussion comme on peut en voir fréquemment sur ce forum et qui ne mène à rien.
Je vais développer un peu mon point de vue, et comme tu parles de "sens physique" je vais utiliser une comparaison concrète (je laisse tomber ma comparaison avec une clé dynamométrique; la plupart des intervenants sur ce forum n'aillant jamais tenu une clé de leur vie).

Admettons que l'on désire lever une charge de 1000N à l'aide d'un levier. Ce levier mesure 1m; en considérant que le levier n'a aucune masse il faudra appliquer une force de 100N à l'extrémité du levier si le point d'application est à 10cm du pivot. Il n'y a aucune notion d'angle ou d'énergie la dedans: A partir du moment où on applique plus de 100N la masse bouge.

La mesure d'un couple n'est rien de plus qu'une force appliquée sur un levier, ce qui se mesure en newtons multiplié par un facteur; facteur qui correspond à un rapport de longueur sur le mètre.

[Eurole]

Désolé, mais je n'arrive pas à m'intéresser à ce type de discussion comme on peut en voir fréquemment sur ce forum et qui ne mène à rien.
Je vais développer un peu mon point de vue, et comme tu parles de "sens physique" je vais utiliser une comparaison concrète (je laisse tomber ma comparaison avec une clé dynamométrique; la plupart des intervenants sur ce forum n'aillant jamais tenu une clé de leur vie).
Admettons que l'on désire lever une charge de 1000N à l'aide d'un levier. Ce levier mesure 1m; en considérant que le levier n'a aucune masse il faudra appliquer une force de 100N à l'extrémité du levier si le point d'application est à 10cm du pivot. Il n'y a aucune notion d'angle ou d'énergie la dedans: A partir du moment où on applique plus de 100N la masse bouge.
La mesure d'un couple n'est rien de plus qu'une force appliquée sur un levier, ce qui se mesure en newtons multiplié par un facteur; facteur qui correspond à un rapport de longueur sur le mètre.

Bonjour à tous.
Bonjour Dudulle, d'accord sinon que le levier est un peu court...

Il me paraitrait intéressant de développer cette démonstration en comparant le travail d'un levier et le même travail effectué à l'aide d'une "vis-sans-fin".

[stefjm]

@Stejjm: nous avons déjà participé à une discussion plus ancienne que le lien que vous donnez: http://forums.futura-sciences.com/ph...ifferente.html
dans laquelle on avait fait "l'inventaire" des grandeurs physiques différentes qui se mesuraient dans les mêmes "dimensions" (pour ne pas utiliser "unités").
A+

Rebonjour,
Je dois être un âne : je n'ai jamais retrouvé cette discussion et ce n'est pourtant pas faute de l'avoir chercher avec tous les mots clefs possibles quand vous me l'aviez signalé sur le fil en question et aujourd'hui encore.

Si vous avez le lien ou une idées des participants?
Merci.

[stefjm]

Désolé, mais je n'arrive pas à m'intéresser à ce type de discussion comme on peut en voir fréquemment sur ce forum et qui ne mène à rien.
Je vais développer un peu mon point de vue, et comme tu parles de "sens physique" je vais utiliser une comparaison concrète (je laisse tomber ma comparaison avec une clé dynamométrique; la plupart des intervenants sur ce forum n'aillant jamais tenu une clé de leur vie).

Admettons que l'on désire lever une charge de 1000N à l'aide d'un levier. Ce levier mesure 1m; en considérant que le levier n'a aucune masse il faudra appliquer une force de 100N à l'extrémité du levier si le point d'application est à 10cm du pivot. Il n'y a aucune notion d'angle ou d'énergie la dedans: A partir du moment où on applique plus de 100N la masse bouge.

La mesure d'un couple n'est rien de plus qu'une force appliquée sur un levier, ce qui se mesure en newtons multiplié par un facteur; facteur qui correspond à un rapport de longueur sur le mètre.

Ok sauf pour les valeurs numériques.

La puissance, c'est Couple.vitesse de rotation angulaire et donc l'énergie, c'est couple.angle. C'est tout simple.




avec

[invite2313209787891133]

J'ai beau me relire je ne vois pas à quel moment j'ai parlé de puissance, et si j'ai parlé d'énergie c'est uniquement pour dire que cette notion n'intervenait pas dans le couple.

[mach3]

J'ai beau me relire je ne vois pas à quel moment j'ai parlé de puissance, et si j'ai parlé d'énergie c'est uniquement pour dire que cette notion n'intervenait pas dans le couple.

non, tu n'as pas parlé de puissance, mais stefjm avance comme argument que si la puissance c'est couple.vitesse angulaire, alors l'énergie c'est couple.angle.
Et perso je trouve que ça se tient, un couple devrait être une énergie/angle pour que cela soit homogène.

Est-ce qu'on pourrait par exemple considérer que faire bouger le levier d'un radian augmente l'énergie potentielle de la charge de 1000N placée à un mètre du pivot de 1000J?

m@ch3

[stefjm]

J'ai beau me relire je ne vois pas à quel moment j'ai parlé de puissance, et si j'ai parlé d'énergie c'est uniquement pour dire que cette notion n'intervenait pas dans le couple.

Je montre simplement que c'est un angle qui lie couple et énergie.
Dans le SI sans le radian, cela ne se voit pas.

Une interprétation physique du truc est de considérer le couple comme l'énergie élastique stockée dans ton axe. ( et dans ce cas, on voit bien où intervient le radian.)

Edit : joli croisement sur la même idée!

[mach3]

Tiens d'ailleurs, on lit ici : http://fr.wikipedia.org/wiki/Couple_%28physique%29

On mesure le couple en newtons-mètre (N·m). L'unité de travail, le joule (J), est homogène au newton-mètre : un couple de 1 N·m appliqué à un axe qui tourne d'un tour représente un ajout d'énergie de 2 π J

m@ch3

[invite2313209787891133]

On peut bien entendu faire intervenir l'angle pour calculer la variation d'énergie potentielle, mais alors il ne s'agit plus d'une mesure de couple mais d'énergie.
La définition de stefjm est correcte, je ne dis pas le contraire, ce qui me gène c'est de baser cette définition sur la notion d'énergie alors que le couple ne découle pas d'une variation de cette grandeur: Un couple peut exister sans nécessairement engendrer une énergie.

[stefjm]

J'ai découvert par un sujet de concours qu'un couple était une énergie,[...]

Par curiosité, c'était amené comment?