Deux forces en dualité; quelles est le résultat travail ?

[Rachilou]

Bonjour.

J'ai deux forces d'application mécanique de sens opposé qui s'appliquent sur un système d'engrenage.

Comment ?

Le système d'engrenage comprend :
une roue centrale sur son axe où s'engrène deux pignons de tailles identiques sur leur axe respectif et se trouvant de chaque côté de la roue.

Les forces d'application mécanique sont issues de deux moteurs électriques fournissant la même puissance à tout moment.

Chaque moteur est monté sur un des axes des pignons qui engrènent la roue; et leur sens de rotation est tel qu'ils appliquent tous deux une force opposée qui bloque ainsi la roue.

Donc vous voyez de quoi il s'agit.

Bon si le système ne vous pète pas à la gueule et que les circuits électriques des moteurs sont super bien refroidit.l'autre) , comment se mesure le travail mécanique W du système.

Est ce que la roue va s'arrêter par exemple?

Franchement je me pose la question.
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[LPFR]

Bonjour.
Si le système est bloqué, c’est simple : pas de travail.
Au revoir.

[Dynamix]

Salut
Ta description est insuffisante , il faudrait un dessin .
Si les forces sont réellement opposées , c' est un couple . Il n' y a pas de raison que ça bloque .
Si les forces sont de même sens le moment est nul en tout point de l' axe , mais pas la résultante .

[Amanuensis]

Si c'est parfaitement symétrique, et absence d'autres forces (frottements), et autres hypothèses simplificatrices, la roue a un mouvement circulaire uniforme. (Le couple est nul...)

[A voir en vidéo sur Futura]

[stefjm]

Oui.
Il y a transfert d'énergie correspondant à la puissance CoupleMoteur.vitesse de rotation=CoupleRecepteur.vites se de rotation.

[Rachilou]

Si les forces sont réellement opposées , c' est un couple . Il n' y a pas de raison que ça bloque .

Non c'est pas le cas. dans l'espace elles sont bien parallèles et de même sens.

Si les forces sont de même sens le moment est nul en tout point de l' axe , mais pas la résultante .

Plus exactement cela veut dire quoi ?

[Rachilou]

Si c'est parfaitement symétrique, et absence d'autres forces (frottements), et autres hypothèses simplificatrices, la roue a un mouvement circulaire uniforme. (Le couple est nul...)

Mouvement circulaire indéfini dans le temps ?

[Dynamix]

Plus exactement cela veut dire quoi ?

Qu' il existe une troisième force pour équilibrer le système .

[stefjm]

Mouvement circulaire indéfini dans le temps ?

Oui.
Si le bilan des couples est nul, il n'y a pas d'accélération ou de freinage.
La conclusion s'en suit naturellement : vitesse constante.

[Rachilou]

Oui.
Si le bilan des couples est nul, il n'y a pas d'accélération ou de freinage.
La conclusion s'en suit naturellement : vitesse constante.

Pour ma part, c'est la conclusion à laquelle je suis parvenu.
Dans un cas concret (réel), l'impulsion donnée à la roue : M.v = F.t se concrétise par de l'énergie cinétique que celle-ci a accumulé, donc un mouvement continu de celle-ci. Ensuite, cette énergie sera restitué jusqu'à épuisement par les frottements mécaniques du système. En finalité le système reprendra son équilibre statique.

Je crois savoir, que vous être un expert en électrotechnique; avez vous déjà réalisé ce genre d'expérience?

[Rachilou]

Bonjour.
Si le système est bloqué, c’est simple : pas de travail.
Au revoir.

Pas de travail, oui, mais il semblerait qu'après impulsion de la roue, le mouvement persiste (dans la limite des force de frottements)
Cordialement.

[stefjm]

Tous les jours ou presque.
Deux machines électrique partage le même axe.
L'une (en moteur) entraine l'autre en génératrice) à vitesse constante.
Vous faites une conversion puissance électrique (U.I) en puissance mécanique (T.W) puis à nouveau puissance électrique (U.I)
On prend de l'énergie à EDF qu'on transforme en énergie mécanique (sur l'arbre) qu'on retransforme en énergie électrique qu'on peut rendre à EDF.
L'arbre tourne à W.
Il y a un couple moteur du moteur et un couple qui s'oppose au couple moteur (celui de la génératrice)
La somme est nulle, donc la vitesse est constante.

Edit : S'il y a du frottement, le rendement du truc ne fait plus 1, mais un peu moins.

[Rachilou]

Tous les jours ou presque.
Deux machines électrique partage le même axe.
L'une (en moteur) entraine l'autre en génératrice) à vitesse constante.
Vous faites une conversion puissance électrique (U.I) en puissance mécanique (T.W) puis à nouveau puissance électrique (U.I)
On prend de l'énergie à EDF qu'on transforme en énergie mécanique (sur l'arbre) qu'on retransforme en énergie électrique qu'on peut rendre à EDF.
L'arbre tourne à W.
Il y a un couple moteur du moteur et un couple qui s'oppose au couple moteur (celui de la génératrice)
La somme est nulle, donc la vitesse est constante.

Edit : S'il y a du frottement, le rendement du truc ne fait plus 1, mais un peu moins.

Re..

Je m'attendais pas à ce genre de réponse.
Même si la somme est nulle, j'ai pas l'impression que l'on se trouve dans le même cas de figure.
Dans ce cas, on à l'impression que l'énergie "tourne en rond" pour ainsi dire au sens propre du terme.

Oui.
Il y a transfert d'énergie correspondant à la puissance CoupleMoteur.vitesse de rotation=CoupleRecepteur.vites se de rotation.

Si j'ai bien compris cette formulation:

Pour mieux me figurer idéologiquement cette égalité, je pourrai ramener ce système à seulement 2 particules (M1 et M2) qui s'entrechoque selon un déplacement diamétralement opposé à la vitesse (V1 et V2). On suppose que le choc est pratiquement élastique.

M1 = M2
V1 = V2


Le système M1.V1 + M2.V2 (avant le choc) a procédé à un échange énergie pour devenir M1'.V1' + M2'.V2'(après le choc) selon l'égalité suivant :

M1.V1 + M2.V2 = M1'.V1' + M2'.V2'


On s'est donc retrouvé avec 4 travaux (W) de forces pour ainsi dire. Chacune des masses ayant perdu son énergie cinétique pour reprendre celle de l'autre.
En résumé : 1 travail positif et un travail négatif pour chacune des masses en mouvement lors d'un choc élastique.

Est ce que mon raisonnement tient la route?

[stefjm]

Je m'attendais pas à ce genre de réponse.
Même si la somme est nulle, j'ai pas l'impression que l'on se trouve dans le même cas de figure.
Dans ce cas, on à l'impression que l'énergie "tourne en rond" pour ainsi dire au sens propre du terme.

Ça me parait pourtant assez proche de ce que tu proposais.
On prend de l'énergie électrique et on la rend. (avec deux conversions au passage...)

Pour le reste, je passe mon tour ce soir.
@+

[Rachilou]

Ça me parait pourtant assez proche de ce que tu proposais.
On prend de l'énergie électrique et on la rend. (avec deux conversions au passage...)

Pour le reste, je passe mon tour ce soir.
@+

Oui oui...

En définitif c'est aussi vrai.
Bonne soirée.

[coussin]

Vous avez redécouvert le principe de Mach comme origine de l'inertie (un objet est toujours soumis à une force isotrope dont la résultante est nulle, origine de son inertie), appliqué ici à l'inertie de rotation

[stefjm]

Bonjour,

Oui, on peut le voir comme cela.

Avec la question en prime d'un transfert d'énergie mécanique sur l'arbre correspondant à une puissance P=CoupleMoteur.vitesse de rotation.

et bien sur avec P-P=0 car la seconde machine oppose un couple de même valeur à la première. (sinon cela ne tournerait pas à vitesse constante)

Le couple en question est même mesurable avec une dynamo balance du genre de celle là :
http://www.italtec.it/fr100007.htm
(le rotor et le stator sont montés sur roulements, le stator peut donc tourner un peu et c'est lui qu'on équilibre pour mesurer le couple.)
(Ancien temps où les jauges de contraintes n'étaient pas si courante.)
Très visuel comme méthode la balance...

Au global, on peut même dire qu'il n'y a pas eu production d'énergie mécanique puisqu'on la reconvertie tout de suite en énergie électrique. (couple global nul à vitesse constante)

Avec cette technique, je vend une machine surunitaire sans problème. (avec huissiers qui attestent de la correction des mesures... )

Cordialement.