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Puits de potentiel



  1. #1
    edpiste

    Puits de potentiel


    ------

    Après lecture de la définition d'un puits de potentiel sur wikipedia, je reste sans réponse aux questions suivantes :

    Je comprends ce qu'est un minimiseur local d'une fonction. Ici, j'ai du mal à comprendre de quoi l'énergie potentielle d'un système est fonction : la position du système dans l'espace ?
    Pourquoi dit-on qu'à cause de l'entropie, un système évolue vers un minimum global de son énergie potentielle ?

    Merci.

    -----

  2. #2
    Coincoin

    Re : puits de potentiel

    Salut,
    Ici, j'ai du mal à comprendre de quoi l'énergie potentielle d'un système est fonction : la position du système dans l'espace ?
    On reconnaît l'esprit matheux : quand on te donne une fonction, tu veux savoir les variables ! Il y a différentes formes d'énergies potentielles : par exemple, l'énergie potentielle de pesanteur est fonction de l'altitude, l'énergie magnétique est fonction de l'aimantation et du champ magnétique, ...
    C'est donc une situation générique, où la variable dépend du problème étudié.

    Pourquoi dit-on qu'à cause de l'entropie, un système évolue vers un minimum global de son énergie potentielle ?
    Ca me paraît faux dit comme ça. Mais ce qu'on peut voir c'est que l'agitation thermique a tendance à faire parcourir l'espace de phase du système. Mais si le système tombe dans un puits de potentiel, il aura du mal à en "sortir". Si l'énergie thermique est suffisamment forte, alors le système ne se bloque pas sur un minimum local mais finit par trouver le minimum global, autour duquel il reste.
    Encore une victoire de Canard !

  3. #3
    mariposa

    Re : puits de potentiel

    Citation Envoyé par Coincoin Voir le message
    Salut,
    On reconnaît l'esprit matheux : quand on te donne une fonction, tu veux savoir les variables ! Il y a différentes formes d'énergies potentielles : par exemple, l'énergie potentielle de pesanteur est fonction de l'altitude, l'énergie magnétique est fonction de l'aimantation et du champ magnétique, ...
    C'est donc une situation générique, où la variable dépend du problème étudié.
    .
    Bonjour,

    Pour compléter en termes mathématiques.
    .
    Soit un champ vectoriel de forces F(r,t) en un point r (au sens du vecteur) et à l'instant t, il est des cas où ce champ de force dérive d'un champ scalaire V(r,t).
    .
    On a donc F (r,t) = - gradV(r,t).

    on devine l'interet de travailler sur des champs scalaires plutot que sur des champs vectoriels.

  4. #4
    mariposa

    Re : puits de potentiel

    Citation Envoyé par edpiste Voir le message
    Pourquoi dit-on qu'à cause de l'entropie, un système évolue vers un minimum global de son énergie potentielle ?
    Merci.
    .
    Pour un gros système mécanique solides couplés a un système externe en grand nombre de degrés de liberté le système se débarasse de son énergie cinétique 1/2.M.V2 en la donnant aux différents degrés de liberté du système externe. C'est la situation de frottement. Le système externe a gagné une énergie interne Q = 1/2/M.V2 sous forme de chaleur. Si le système externe est un thermostat son entropie S augmente de deltaS = Q/T.
    .
    Le gros système garde son énergie potentielle minimale V°(r) qui est l'expression des contraintes de position dans le champ de forces F(r,t). on a donc une position r tel que F(r,t) = 0 quelquesoit t

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    b@z66

    Re : puits de potentiel

    Citation Envoyé par edpiste Voir le message
    Pourquoi dit-on qu'à cause de l'entropie, un système évolue vers un minimum global de son énergie potentielle ?

    Merci.
    Personnellement, je pense que l'on peut aussi voir cela plus simplement dans la façon que les forces fondamentales ont une tendance "naturelle" à s'exprimer. Explication simple: naturellement deux objets qui se repoussent ont tendance à s'éloigner et deux qui s'attirent, à se rapprocher. Ces forces fondamentales ont donc naturellement tendance à travailler et les énergies potentielles correspondantes à diminuer (comme un réservoir qui se vide) au profit d'autres formes d'énergie dont l'énergie cinétique. Il n'y a pas besoin de maths pour sentir cela, c'est aussi une question de bon sens en physique

  7. #6
    edpiste

    Re : puits de potentiel

    Merci pour ces réponses détaillées.
    Je continue un petit peu avec mes questions naïves : si j'ai bien compris la réponse de Coincoin, la (les) variable(s) est choisie naturellement en fonction de la situation physique décrite (au passage, parle-t-on d'énergie potentielle lorsqu'on ne se réfère pas à la pesanteur ?).
    Est-il toujours clair qu'une variable est plus pertinente qu'une autre ou plutôt, y a-t-il des systèmes qui sont dans un puits de potentiel lorsque l'énergie est vue comme fonction d'une certaine variable (disons une sphère de gaz soumise aux effets gravitationnels ) mais deviennent instables par rapport à une autre variable (l'agitation thermique dans mon exemple à la noix de coco) ?

  8. #7
    mariposa

    Re : puits de potentiel

    Citation Envoyé par b@z66 Voir le message
    Personnellement, je pense que l'on peut aussi voir cela plus simplement dans la façon que les forces fondamentales ont une tendance "naturelle" à s'exprimer. Explication simple: naturellement deux objets qui se repoussent ont tendance à s'éloigner et deux qui s'attirent, à se rapprocher. Ces forces fondamentales ont donc naturellement tendance à travailler et les énergies potentielles correspondantes à diminuer (comme un réservoir qui se vide) au profit d'autres formes d'énergie dont l'énergie cinétique. Il n'y a pas besoin de maths pour sentir cela, c'est aussi une question de bon sens en physique
    .
    Certes mais la physique commence lorsque l'on peut traduire l'intuition dans le langage naturel de la physique que sont les mathématiques et des fois il y a des surprises.
    .
    autre remarque: La force est une notion intuitive, tres humaine, que les grecs connaissait mais le potentiel est une construction mathématique qui demande apprentissage et réflexion.

  9. #8
    mariposa

    Re : puits de potentiel

    Citation Envoyé par edpiste Voir le message
    Merci pour ces réponses détaillées.
    Je continue un petit peu avec mes questions naïves : si j'ai bien compris la réponse de Coincoin, la (les) variable(s) est choisie naturellement en fonction de la situation physique décrite (au passage, parle-t-on d'énergie potentielle lorsqu'on ne se réfère pas à la pesanteur ?).
    .
    Bonjour,

    Oui, par exemple on parle de l'énergie potentielle pour un électron. Un électron peut se trouver dans un puit de potentiel. C'est l'exemple de l'électron piégé par le noyau de l'hydrogène.

    Est-il toujours clair qu'une variable est plus pertinente qu'une autre ou plutôt, y a-t-il des systèmes qui sont dans un puits de potentiel lorsque l'énergie est vue comme fonction d'une certaine variable (disons une sphère de gaz soumise aux effets gravitationnels ) mais deviennent instables par rapport à une autre variable (l'agitation thermique dans mon exemple à la noix de coco) ?
    .
    Je ne suis pas sur d'avoir compris la question.

  10. #9
    edpiste

    Re : puits de potentiel

    Citation Envoyé par mariposa Voir le message
    .
    Oui, par exemple on parle de l'énergie potentielle pour un électron. Un électron peut se trouver dans un puit de potentiel. C'est l'exemple de l'électron piégé par le noyau de l'hydrogène.
    Dans ce cas, le fameux puits est (localement) la courbe représentative d'une certaine fonction, non ? Je repose donc ma question initiale : dans ce cas, l'énergie potentielle est une fonction de quoi ? position ? vitesse ? les deux ?


    Citation Envoyé par mariposa Voir le message
    .
    Je ne suis pas sur d'avoir compris la question.
    Euh, c'est pas très clair dans ma tête non plus. Disons que dans mon exemple, je regarde l'énergie soit comme une fonction de la position de la sphère de gaz à l'astre le plus massif du coin (qui la met sur une orbite stable, au voisinage de laquelle l'énergie associée ressemble à un puits), soit je regarde l'énergie comme fonction de la température interne de la sphère (et là, j'imagine que la forme sphérique est l'état stable, lequel devient instable quand la sphère devient trop massive et que la gravité la force à se contracter).

  11. #10
    philou21

    Re : puits de potentiel

    Citation Envoyé par edpiste Voir le message
    Dans ce cas, le fameux puits est (localement) la courbe représentative d'une certaine fonction, non ? Je repose donc ma question initiale : dans ce cas, l'énergie potentielle est une fonction de quoi ? position ? vitesse ? les deux ?

    L'énergie potentielle est l'énergie d'interaction d'objets entre eux. Cette énergie est donc fonction de la configuration spatiale de ces objets.

  12. #11
    shizune45

    Re : puits de potentiel

    quelqu'un veut bien m'expliquer ce que veut dire un puits de potentiel j'ai trouvé la définition sur Wikipedia (Un puits de potentiel désigne, en physique, le voisinage d'un minimum local d'énergie potentielle ) mais je comprend toujours pas , et est ce que c'est la meme chose qavec un puit quantique

  13. #12
    yvon l

    Re : puits de potentiel

    Citation Envoyé par shizune45 Voir le message
    quelqu'un veut bien m'expliquer ce que veut dire un puits de potentiel j'ai trouvé la définition sur Wikipedia (Un puits de potentiel désigne, en physique, le voisinage d'un minimum local d'énergie potentielle ) mais je comprend toujours pas , et est ce que c'est la meme chose qavec un puit quantique
    Voilà comme je vois la notion de puits de potentiel.
    Pour un objet donné, à un endroit donné, le vecteur force qui lui est associé est la manifestation de son énergie potentielle. Si la configuration du système est tel que cette force ne peut travailler (pour un observateur donné) on dira que l’objet est dans un puits de potentiel.
    Qu’en pensez-vous

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