Chemin force conservative
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Chemin force conservative



  1. #1
    stephane2014

    Chemin force conservative


    ------

    Bonjour,

    J'ai une question tres bete...
    Le travail d'une force conservative est indépendant du chemin suivi, si je comprends bien, la quantité d'energie necessaire pour monter une montagne par exemple est indépendante de la longueur du chemin parcourue
    Si je monte l'Everest par la face A qui fait 10 kms et la par la face B qui est en fait 50, à dénivelé identique, le travail à fournir sera strictement le meme ?!
    Merci.

    -----

  2. #2
    Tryss

    Re : Chemin force conservative

    Si il n'y avait pas de frottements et uniquement la force de la gravité, oui. Mais comme tu remarquera, faire 1m ou 50km sur du plat ça n'est pas pareil, alors que le travail de la force gravitationnelle est nul

  3. #3
    stephane2014

    Re : Chemin force conservative

    Ok...Alors ma derniere question sera , comment peut calculer le travail pour faire 10 ou 50 kms sur le plat ?
    Merci !

  4. #4
    LPFR

    Re : Chemin force conservative

    Citation Envoyé par stephane2014 Voir le message
    Ok...Alors ma derniere question sera , comment peut calculer le travail pour faire 10 ou 50 kms sur le plat ?
    Merci !
    Bonjour.
    Vous ne pouvez pas.
    Cela dépend du moyen de locomotion (sans moteur).
    En vélo c'est très économique. En en vélo couché encore plus. Et avec un œuf aérodynamique autour encore plus.
    Si vous marchez, cela dépend de votre façon de marcher ou de courir.
    Bref, on ne peut pas le calculer. Et même pour le mesurer, le seul moyen est de mesurer la consommation d'oxygène du marcheur.
    Au revoir.

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    stephane2014

    Re : Chemin force conservative

    On ne peut pas car on n'estime mal les frottements c'est bien ca ? Si on connaissait bien ces frottements, alors on pourrait ?
    Si le calcul n'est pas possible, est-il possible alors d'avoir une estimation pour la course à pied par exemple, de la quantité de travail à fournir pour parcourir 50 kms ?
    Dans conditions, affirmer qu'un randonneur aura fourni un travail W=mgh quand il gravit un sommet est faux, puisque ca ne prend pas en compte la distance...? C'est sous-estimé...mais de combien ?!
    Merci pour vos réponses, qui m’amènent trop de questions !

  7. #6
    NicoC14

    Re : Chemin force conservative

    Bonjour,

    Les frottements entrent effectivement en jeu, mais il n'y a pas que ça à considérer (auquel cas un calcul ne serait pas hors de portée).
    Entre une personne courant en traînant les pieds, une personne courant en faisant des bonds d'un mètre de haut pour dix centimètres de long, une personne courant avec les pieds qui rasent le sol à une altitude presque constante, vous comprendrez que le travail à fournir sera très différent pour le même parcours.

    Je ne vous parle même pas des différences qui peuvent exister entre le poids de deux personnes, leur taille, muscles, etc.

    Si vous avez une certaine habitude de la course à pied, vous aurez par ailleurs remarqué sans doute que si on n'y prend pas garde, alors plus la fatigue nous gagne et plus notre technique de course se détériore, augmentant le coût énergétique.

    Compte tenu de ces facteurs, j'ai de sérieux doute quant à la pertinence de toute estimation que l'on pourra vous faire.

  8. #7
    LPFR

    Re : Chemin force conservative

    Re.
    Les processus physiologiques ne suivent pas la mécanique newtonienne.

    Quand vous tenez un poids au bout du bras, au simplement votre bras sans rien, vous vous fatiguez car les muscles consomment de l'énergie. Et cette énergie n'est pas égale à F.L.
    Même quand vous ne faites rien (ou dormez pendant vos cours ) vous consommez quelques 120 W (dont 20 rien que dans votre cerveau).
    Alors oui, dire que le travail consommé par un être vivant est la force par la distance est une idiotie. Et quand vous descendes une pente, vous vous fatiguez presque autant qu'en la montant, alors que vous devriez vous "défatiguer".

    Quand vous marchez ou courrez, votre centre de gravité oscille en hauteur et vous dépensez de l'énergie aussi bien pour le faire monter que le faire descendre.
    C'est la raison pour laquelle le vélo est si rentable. Le centre de gravité ne bouge presque pas. Il n'ya que l'asymétrie des jambes sur le pédalier. Les jambes ne s'équilibrent pas exactement car leurs positions sont différentes.
    A+

  9. #8
    stephane2014

    Re : Chemin force conservative

    Hum ok ! Dans ces conditions, une facon plus juste d'avoir une estimation serait de convertir les calories consommées par un coureur et les convertir en Joules.
    J'ai trouvé que pour un marathonien de 70 Kg, l'ordre de grandeur des calories consommées est de 3000 Kcal soit 12E6 Joules. Si celui ci parcourt cette distance avec un dénivelé de 2000 m alors, je rajoute W= 70*9.81*2000 = 1E6 J soit au total 1E6 + 12E6 = 13E6 Joules !
    Est ce que ce calcul pourrait donné un ordre de grandeur acceptable ?
    En vous remerciant !

  10. #9
    NicoC14

    Re : Chemin force conservative

    Et donc courir 42 km sur du plat serait aussi coûteux que de monter 24 km de dénivelé ?
    Je peux me tromper, mais enchaîner 2 marathons me semble moins exigeant que d'en faire 1 qui suppose de gravir sur le parcours l'équivalent de 3 fois l'Everest en partant du niveau de la mer.

  11. #10
    stephane2014

    Re : Chemin force conservative

    T'as remarque est juste NicoC14, d'où vient l'erreur dans mon raisonnement alors ?

  12. #11
    stephane2014

    Re : Chemin force conservative

    Bonjour,

    Quelqu'un aurait-il une idée ?

  13. #12
    albanxiii
    Modérateur

    Re : Chemin force conservative

    Bonjour,

    Citation Envoyé par NicoC14 Voir le message
    Et donc courir 42 km sur du plat serait aussi coûteux que de monter 24 km de dénivelé ?
    Sans trop me mouiller, je dirais que cela dépend de l'entraînement. Voir définition de "entraînement", dans le Willmore & Costill par exemple.

    Citation Envoyé par NicoC14 Voir le message
    Je peux me tromper, mais enchaîner 2 marathons me semble moins exigeant que d'en faire 1 qui suppose de gravir sur le parcours l'équivalent de 3 fois l'Everest en partant du niveau de la mer.
    Gné ?

    @+
    Not only is it not right, it's not even wrong!

  14. #13
    NicoC14

    Re : Chemin force conservative

    Bonjour,

    Je vois difficilement ce qui motive ce "gné ?", dans le contexte ma phrase ne me parait pas équivoque (d'autant qu'elle raccorde à la précédente). Vous me pardonnerez la troncature sur l'altitude du sommet de l'Everest qui me fait dire que 3 fois son altitude vaut 24 km, et je suis sûr que "l'équivalent de 3 fois l'Everest", dans ce contexte, ne peut être compris qu'en terme de dénivelé (rien à voir avec les diverses difficultés que l'on peut rencontrer pour gravir l'Everest, l'analogie vaut seulement pour 'visualiser' la distance verticale de 24 km, 3 fois jusqu'au plus au sommet sur Terre).

    stephane2014, je dirai que le dénivelé implique un changement dans l'amplitude des gestes, le rythme, etc, qui fait qu'il est bien plus coûteux de s'élever que ce que considère votre estimation.
    Il est d'ailleurs intéressant de noter que dans certaines conditions relativement courantes, il est plus coûteux de progresser sur un terrain en descente que sur du plat, ce qui ne devrait jamais être le cas si l'on considère votre estimation.
    De même, il est fréquent qu'à partir d'une certaine pente, une distance x sur une route qui monte de y est plus exigent qu'une distance 2x sur une route qui monte de y/2. Pourtant le dénivelé est le même au final, et la distance totale n'est que de la moitié.

    Vous sous-estimez donc largement les changements de relief. Et il me parait improbable de les estimer avec pertinence sans connaître le tracé exact, puisque comme je viens de le soulevé, le même dénivelé effectué sur des distances différentes ne nécessite pas la même énergie.
    Et puis la nature du terrain joue beaucoup également.
    Je me permets d'ailleurs d'émettre également de sérieuses réserves quant à l'utilisation des données pour votre marathonien type. Les différences entre deux personnes sont probablement grandes, et ce même marathonien sur une autre distance, même sur la même surface, aura une consommation bien différente également. Cette information me parait donc inexploitable en dehors d'un marathon effectué par un marathonien entraîné de 70 kg, voire en dehors de toute autre personne que le marathonien en question.

    Je ne saurais pas non plus faire d'estimation sur l'influence de facteurs tels que l'humidité de l'air, ou la pression atmosphérique, mais je sais déjà que leur contribution ne peut pas être linéaire.
    Dernière modification par NicoC14 ; 15/05/2014 à 13h59.

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