Clou :x

[invite870bfaea]

Bonsoir tout le monde ,

J'ai une question assez élémentaire en physique les gas.. vu que je suis en math .. et que ca fais très très longtemps que j'ai pas vu la physique pardonnez moi mais je vais poser une question assez bête pour certain d'entre vous .. ! quelles sont les mécanismes qui entrent en jeu lonsque l'en attache un marteau qui pèse 1036grammes d'une hauteur de 1m a peu prés je signale que c'est une éxpérience que j'ai fais, donc on lache le marteau sur un clou sur un bois (je refais l'expérience 3fois exactement pour enfoncer le clou, et avec un appareil prévu pour mesurer la température je remarque que la température augmente au niveau microscopique ..
Cette observation me pousse à poser les questions suivantes .. quelles sont les mécanismes qui entrent en jeu ? et pourquoi après avoir remplacer un clou par deux il faut que j'envois le marteaux 6fois au lieu de 3 ? et pourquoi la tempèrature augmente t elle ?
Merci beaucoup de m'eclaircir ces choses .. qui sont très passionnantes pour quelqu'un qui fais des math..
Cordialement
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[inviteca4b3353]

pourquoi après avoir remplacer un clou par deux il faut que j'envois le marteaux 6fois au lieu de 3 ?

Parce que l'énergie nécessaire pour enfoncer un clou (3coup de marteau) ne permet pas d'en enfoncer deux pour cela il faut deux fois plus de coup de marteau...

pourquoi la tempèrature augmente t elle ?

La température augmente car une partie de l'énergie cinétique du marteau est transmise au clou de manière désordonnée lors du choc et par définition un mouvement désordonnée c'est la température. Le marteau lors du choc communique une majeure partie de son mouvement au clou de manière ordonnée, si le marteau descend, le clou descend aussi, mais parce que le choc est un événement violent, une partie de cette énergie se transmet de facon désordonnée, il y a agitation microscopique -> élévation de température.
Ou encore, en frappant sur le clou, une partie de l'énergie du marteau est dissipée dans le clou sous forme de chaleur (mais je trouve ca moins parlant si on ne sait ce qu'est la température).

KB qui a du mal a s'exprimer clairement ce matin...

[invite870bfaea]

Parce que l'énergie nécessaire pour enfoncer un clou (3coup de marteau) ne permet pas d'en enfoncer deux pour cela il faut deux fois plus de coup de marteau

Et cette énérgie, elle prends quel nom ?

[invite870bfaea]

merci de précisé d'autant plus .. j'ai quelque notions elementaire comme mgh c'est l'energie potentielle .. ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteb836950d]

...
Ou encore, en frappant sur le clou, une partie de l'énergie du marteau est dissipée dans le clou sous forme de chaleur (mais je trouve ca moins parlant si on ne sait ce qu'est la température)....

KB qui a du mal a s'exprimer clairement ce matin...

Moi je verrais plutôt l’élévation de température comme étant due aux frottements entre le clou et le bois, non ?

[inviteca4b3353]

ce n'est pas en contradiction, les frottements sont le mécanisme de dissipation (ou de mouvements désordonnés).

[invite870bfaea]

mais ici il n'y a pas l'effet de Joule qui entre en jeu , et aussi il y a bien une energie potentielle non?

[sitalgo]

"et pourquoi après avoir remplacer un clou par deux il faut que j'envois le marteaux 6fois au lieu de 3 ?"

Problème du même genre : pourquoi une locomotive doit-elle fournir plus de puissance quand on ajoute des wagons.
Les clous n'échappent pas à la règle. Sinon on aurait inventé le marteau à tête large qui enfonce 2 clous en même temps.


"et pourquoi la tempèrature augmente t elle ?"

Comme déjà dit, les frottements.
Il y a la surface des clous en contact avec le bois (le bois chauffe aussi) et aussi la surface de contact clou-marteau (la tête du marteau chauffe aussi).

Maintenant pourquoi les frottements créent-ils de la chaleur, au niveau atomique et cristallin, j'ai cherché cela autrefois mais le problème ne semble pas avoir été cerné.
Il en ressort surtout que l'énergie thermique est une forme d'énergie mécanique.

"mais ici il n'y a pas l'effet de Joule qui entre en jeu , et aussi il y a bien une energie potentielle non?"

Dans ce cas il s'agit d'énergie cinétique, qu'elle soit obtenue par baisse d'énergie potentielle ou une force quelconque ne change rien.
Si on a l'énergie cinétique du marteau et l'enfoncement du clou par coup, on en déduit la force moyenne sur le clou.

[inviteca4b3353]

Maintenant pourquoi les frottements créent-ils de la chaleur, au niveau atomique et cristallin, j'ai cherché cela autrefois mais le problème ne semble pas avoir été cerné.

C'est parfaitement bien connu depuis longtemps et enseigné dans les cours de physique. Et c'est ce dont j'ai parlé plus haut :

une partie de cette énergie se transmet de facon désordonnée, il y a agitation microscopique -> élévation de température.

[invitedae5532a]

Salut !
Il me semble qu'il y a quelques petites imprécisions...

mais ici il n'y a pas l'effet de Joule qui entre en jeu , et aussi il y a bien une energie potentielle non?

En fait on ne parle d'effet Joule, à ma connaissance, que lors du passage d'un courant dans un milieu conducteur.

Comme déjà dit, les frottements.
Il y a la surface des clous en contact avec le bois (le bois chauffe aussi) et aussi la surface de contact clou-marteau (la tête du marteau chauffe aussi).

En fait la force de frottement ne travaille pas entre le clou et le marteau, mais elle travaille par contre entre le clou et le bois. Entre le clou et le marteau, il y a une concussion, c'est-à-dire un choc non-élastique.

Pour résumer tous les transferts d'énergie : le marteau convertit d'abord son énergie potentielle de pesanteur en énergie cinétique (en tombant). Quand elle frappe le clou, elle le met en mouvement, elle lui transfert une part d'énergie cinétique, et une part d'énergie interne (en gros, ici, l'agitation des molécules du clou due au choc). Le clou, lui, frotte sur le bois, il convertit donc sa part d'énergie cinétique en énergie interne, pour lui-même et pour le bois. Donc finalement, toute l'énergie potentielle initiale s'est retrouvée transférée sous forme d'énergie interne, dont la manifestation "macroscopique" ici est l'élévation de température. Maintenant, il reste à savoir si l'onde de choc due au marteau sur le clou dissipe vraiment autant d'énergie que le frottement clou/bois, ce dont je doute en fait.

voilà, j'espère que c'est plus clair et que je n'ai pas dit de bêtise...

[Tifoc]

Bonjour,

[QUOTE=sitalgo;797841Les clous n'échappent pas à la règle. Sinon on aurait inventé le marteau à tête large qui enfonce 2 clous en même temps.[/QUOTE]

Ben oui mais... il faudrait avoir 3 mains

[invite870bfaea]

Tout simplement merci tout le monde c'est bien aimable .. je laisse cette discussion ouverte si j'ai une autre question .. et merici bien à tous ceux qui ont participé à ce fil .. c'est très clair maintenant Pour Moi: )
A+

[sitalgo]

"En fait la force de frottement ne travaille pas entre le clou et le marteau"

En théorie oui, en pratique personne ne peut donner un coup de marteau parfaitement dans l'axe, avec le risque de tordre le clou, il y a une distance de frottement faible mais une force élevée.
Suite à un plantage de quelques bon clous, il suffit de poser le plat du marteau sur les lèvres, on sent la différence.


"Entre le clou et le marteau, il y a une concussion, c'est-à-dire un choc non-élastique"

Effectivement, à chaque coup on peut déformer la tête et ce n'est pas négligeable.
Les chocs du marteau ne pouvant être considérés comme un système oscillant, les pertes de chaleur par déformation élastique sont nulles (ou très négigeables).


"il reste à savoir si l'onde de choc due au marteau sur le clou dissipe vraiment autant d'énergie que le frottement clou/bois, ce dont je doute en fait."

L'essentiel est là, après faut rajouter des poussières.


KB : "une partie de cette énergie se transmet de facon désordonnée, il y a agitation microscopique -> élévation de température."

Oui, c'est ce que je prends pour argent comptant mais je trouve cela un peu lapidaire. Quant à l'ancienneté, le CNRS faisait encore des recherches à la fin du siècle dernier, la dernière théorie n'est peut-être pas encore sortie.
Si tu as un site sur le sujet (pas le frottement lui-même mais la chaleur) je suis preneur.

Tifoc : " Ben oui mais... il faudrait avoir 3 mains"
Tsss ! un peu d'astuce voyons, tu prépares le 1er clou, puis le 2e, et tu tapes. Il te reste une main pour boire ta bière.

[inviteca4b3353]

Oui, c'est ce que je prends pour argent comptant mais je trouve cela un peu lapidaire. Quant à l'ancienneté, le CNRS faisait encore des recherches à la fin du siècle dernier, la dernière théorie n'est peut-être pas encore sortie.

lapidaire, certes mais c'est la dure réalité. Frottements=mouvements microscopiquement desordonnes du a la presence d'une inevitable rugosite de surface des matieraux. Ensuite, la temperature est une mesure de l'agitation microscopique (encore du mouvement desordonnee donc). Il n'est pas difficile de comprendre maintenant pourquoi ca chauffe quand on se frotte les mains !

Pour le CNRS, j'aimerai bien savoir de quoi tu parles...

Pour le site, aucune idée mais je sais que ce genre de concept est enseigné dorénavant au collège des la classe de 5e.

KB

[sitalgo]

" Pour le CNRS, j'aimerai bien savoir de quoi tu parles"

Ca doit se situer dans les années 60 ou 70, mais retrouver ça sur le web, c'est chercher une anguille dans une meule de roche. Avec un peu de chance...

Sinon ça fait 30 ans que je prends la théorie officielle pour vrai mais cela ne m'empêche pas de voir si quelques trouvailles n'auraient pas été faites sur le sujet.

[invite870bfaea]

je sais que ça fais un moment qu'on en a parlé mais je préfère en parler toujours en effet :
j'avais demander la question sur la quelle j'ai eu une réponse pourquoi la température augmente au niveau microscopique ?
mais là je me pose une autre question (bizarre) pourquoi on utilise un voltemètre pour mesurer la différence de température ? y a t il un lien entre les deux ?

Merci de me répondre ..

[sitalgo]

Il y a un lien dans la mesure où un phénomène physique les relie, comme le thermocouple, la variation de résistance électrique avec la température et sans doute quelques autres.

[invite870bfaea]

un thermocouple c'est quoi ?

peux tu détailler davantage s'il te plaît ?

[invite870bfaea]

Sinon Essais de jetter un coup d'oeil ici

regarde directement paragraphe 34
très intèréssant .