Travail à fournir pour monter debout sur une chaise

[Babar III]

Bonjour à tous,

je bloque sur un truc qui doit être assez trivial..En fait, j'ai du mal à imaginer le problème. Je tire l'exemple de wikipédia: "Pour monter debout sur une chaise de 50 centimètres de haut, une personne de masse 80 kg doit effectuer un travail correspondant à celui de son poids (F=mg) sur une distance de 50 cm, soit un travail de m*g*h ". Ce que j'ai du mal à concevoir c'est pourquoi il faut "effectuer un travail correspondant à celui de son poids". En effet, si l'individu fait un travail juste égal à celui du poids, l'individu ne va-t-il pas rester sur place puisqu'il compense juste le travail du poids..
Je dois faire fausse route dans mon raisonnement, si quelqu'un a une idée de mon erreur..

Merci d'avance.
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[Karibou Blanc]

En effet, si l'individu fait un travail juste égal à celui du poids, l'individu ne va-t-il pas rester sur place puisqu'il compense juste le travail du poids..

Non car ce travail la (celui qui te fait rester sur place quand tu es debout et qui t'empeche d'aller au centre de la terre) c'est le sol qui le fait pour toi, on appelle ca la réaction du support (ce qui en soit ne veut rien dire d'ailleurs) elle est du à la répulsion électrostatique entre les électrons du sol et ceux des chaussures. Donc pour que tu restes à la surface de la terre, il faut fournir un travail en permanence de m*g*6000km environ et ce sont seulement quelques électrons qui font cela (quand on dit que la gravitation est une force ridiculeusement faible...). Néanmoins comme dans ce cas il s'agit d'une réaction de contact, les memes électrons ne te pousseront pas pour monter sur la chaise, il faut donc que ce soit toi qui fournisse ce travail supplémentaire avec tes muscles et c'est environ m*g*hauteur de la chaise.

KB

PS: Le poids est la seule (en gros) force contre la quelle il faut lutter si tu veux t'éloigner du centre de la terre.

[philou21]

Non car ce travail la (celui qui te fait rester sur place quand tu es debout et qui t'empeche d'aller au centre de la terre) c'est le sol qui le fait pour toi, on appelle ca la réaction du support (ce qui en soit ne veut rien dire d'ailleurs) elle est du à la répulsion électrostatique entre les électrons du sol et ceux des chaussures. Donc pour que tu restes à la surface de la terre, il faut fournir un travail en permanence de m*g*6000km environ et ce sont seulement quelques électrons qui font cela (quand on dit que la gravitation est une force ridiculeusement faible...). Néanmoins comme dans ce cas il s'agit d'une réaction de contact, les memes électrons ne te pousseront pas pour monter sur la chaise, il faut donc que ce soit toi qui fournisse ce travail supplémentaire avec tes muscles et c'est environ m*g*hauteur de la chaise. ....

heu ... pas trop d'accord avec ça. Si on reste à la surface de la terre c'est que tout un tas de forces se compensent. Ces forces ne travaillent pas (pas de déplacement). On est à l'équilibre, aucune énergie n'est dépensée.

[Babar III]

En fait, ce que je ne comprends pas, c'est pourquoi, pour monter sur cette chaise, la force que l'on doit fournir pour monter est égale au poids...

[A voir en vidéo sur Futura]

[philou21]

En fait, ce que je ne comprends pas, c'est pourquoi, pour monter sur cette chaise, la force que l'on doit fournir pour monter est égale au poids...

oui, tu as raison, quand on gonfle une montgolfière, le moment ou la force d'archimède compense exactement le poids, celle-ci ne décolle pas. Il faut un epsilon de force ascendante en plus pour la faire accélérer vers le haut.

[Babar III]

Et donc le travail de la force doit également être au moins un peu supérieur à celui du poids, non?

[gatsu]

Et donc le travail de la force doit également être au moins un peu supérieur à celui du poids, non?

Oui car pour monter sur la chaise il te faut quand même une vitesse de départ dirigée vers le haut et cette vitesse vient d'une accéleration non nulle dirigée vers le haut et donc d'une force résultante dirigée vers le haut...c'est le théorème de l'enrgie cinétique en fait.

[philou21]

Pour moi si les vitesses sont nulles au départ et à l'arrivée alors le travail est exactement égal au travail du poids.
Bien sûr, plus d'énergie sera quand même dépensée puisque on va s'échauffer en faisant cet exercice...

[invitebeb55539]

Salut.

Si on considère que la seule force à vaincre est la force gravitationnelle alors le travail à fournir est égal à la variation d'énergie potentielle (force conservative) :

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Bonne continuation.

[sitalgo]

Ce que j'ai du mal à concevoir c'est pourquoi il faut "effectuer un travail correspondant à celui de son poids". En effet, si l'individu fait un travail juste égal à celui du poids, l'individu ne va-t-il pas rester sur place puisqu'il compense juste le travail du poids..

Attention à l'interprétation : "effectuer un travail correspondant à celui de son poids" ne signifie pas travail = poids, ce qui est physiquement faux, mais que le travail est en relation avec le poids, en l'occurence proportionnel.

Si on décompose le mouvement (théorique) :
1 - phase d'accélération, la force est supérieure au poids, la vitesse passe de 0 à V.
2 - phase stabilisée, la force est égale au poids, vitesse stable.
3 - phase décélération, la force est inférieure au poids, la vitesse passe de V à 0

Dans le cas général, si on segmente le trajet la somme des (force x segment) successifs est le travail total.

[gatsu]

Pour moi si les vitesses sont nulles au départ et à l'arrivée alors le travail est exactement égal au travail du poids.
Bien sûr, plus d'énergie sera quand même dépensée puisque on va s'échauffer en faisant cet exercice...

Ok c'est aussi ce que dit le théorème de l'energie cinetique entre le depart et l'arrivée..heureusement d'ailleurs
Mais ce n'est pas parce que le travail d'une force sur un chemin donné est égale au travail du poids sur ce même chemin que la force qu'on regarde s'oppose exactement en chaque point de la trajectoire au poids.
Ce serait une faute logique de dire ça, si deux intégrales ont des valeurs numériques égales entre deux points, ça ne veut pas dire que les fonctions intégrées sont les mêmes.
....donc j'ai raconté des betises un peu plus haut en ne m'interessant qu'à la phase de démarrage du mouvement !

[mariposa]

Bonjour à tous,

je bloque sur un truc qui doit être assez trivial..En fait, j'ai du mal à imaginer le problème. Je tire l'exemple de wikipédia: "Pour monter debout sur une chaise de 50 centimètres de haut, une personne de masse 80 kg doit effectuer un travail correspondant à celui de son poids (F=mg) sur une distance de 50 cm, soit un travail de m*g*h ". Ce que j'ai du mal à concevoir c'est pourquoi il faut "effectuer un travail correspondant à celui de son poids". En effet, si l'individu fait un travail juste égal à celui du poids, l'individu ne va-t-il pas rester sur place puisqu'il compense juste le travail du poids..
Je dois faire fausse route dans mon raisonnement, si quelqu'un a une idée de mon erreur..

Merci d'avance.

Bonjour,

Le travail élémentaire à fournir c'est: dW = F.dl

On note que le termps n'intervient pas à priori.

La force contre laquelle il faut travailler c'est:

F = m.G + k.V(l) où V est la vitesse de déplacement au point l. Si le déplacement est infiniment lent V(l) =0 et alors le travail a fournir est m.G.H comme cela a été dit précedemment. Si le déplacement se fait en un temps fini donc a vitesse non nulle il y a une contribution supplémentaire a rajouter.
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A ce niveau il n'y avait qu'une contribution physique. En fait le moteur humain est très complexe et a un très mauvais rendement si bien qu'il faut tenir compte de termes "physiologiques de la forme:
Eta ( P,V) cad une fonction de la composante statique et de la vitesse de déplacement.

En effet un haltérophile dépense de l'énergie pour maintenir l'haltère en position statique. Un coureur à pied dépense d'autant plus d'énergie qu'il court vite et ce dans un potentiel gravitationnel constant. En général le rythme cardiaque donne une bonne image de l'énergie fournie par unité de temps.
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En pratique pour monter sur une chaise il faut fournir un travail qui comprend 3 parties: m.G.H, une contribution statique pour maintenir les muscles actifs et une contribution liée à la vitesse du mouvement. Seules les forces de frottements dans l'air sont négligeables.

[b@z66]

heu ... pas trop d'accord avec ça. Si on reste à la surface de la terre c'est que tout un tas de forces se compensent. Ces forces ne travaillent pas (pas de déplacement). On est à l'équilibre, aucune énergie n'est dépensée.

Tout à fait d'accord. Par contre, il ne faut pas en déduire que deux forces en contact qui se compensent ne travaille pas car la vitesse de l'ensemble peut très bien être non nulle tout en restant constante. Cela dépend bien-sûr du référentiel galiléen: le meilleur exemple est la vision d'une personne dans un ascenseur qui monte à vitesse constante.