Couple à partir d'une pression

[invite72af00ef]

Bonjour,

Selon la figure jointe: un carré 1 peut tourner autour de son centre O1, un carré 2 peut tourner autour de son centre O2. On met la pression P dans chaque carré, il y a le vide à l'extérieur. On décale les carrés de telle manière à pouvoir annuler les forces F1 et F2 d'un demi côté de chaque carré, ceci est réalisé à l'aide de la pièce en rouge sur la figure. Le carré 1 et le carré 2 fournissent un couple de rotation respectivement autour de O1 et de O2 dans le sens trigonométrique. On place les carrés sur un axe principal A en vert sur la figure. Les carrés sont disposés de telle manière à ce que les couples au centre O des carrés sans la pièce rouge soit nul. L'axe principal peut tourner autour de son centre O. On bloque les rotations des carrés à l'aide d'un bras fixé entre l'axe principal et chaque carré ceci pour maintenir la même position par rapport à l'axe principal dans le but de pouvoir annuler à chaque instant les forces F1 et F2, en bleu sur la figure. L'axe principal reçoit les couples de rotation des carrés. L'ensemble fournit de l'énergie. Comme cela est en contradiction avec le 2° principe de la thermodynamique, j'ai dû faire une erreur mais je ne vois pas où. Si vous pouvez m'aider ?

LSV

Pièce jointe supprimée. Voir plus loin.
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[JPL]

Les schémas doivent être fournis au format gif, png ou à la rigueur jpg. Pas d'image sur un serveur externe. Merci de lire http://forums.futura-sciences.com/ph...ges-forum.html

[invite72af00ef]

désolé

Voici l'image en JPG

[invitea3eb043e]

Ca peut tourner en effet mais ça ne contredit pas le premier ni le second principe (le premier surtout car il n'y a pas d'échanges ni de transformation de chaleur).
En effet, le premier principe dit bien qu'un système ne peut fournir d'énergie lors d'un CYCLE : il faut que le système revienne à son état initial.
Le système décrit ici va bouger mais il s'arrêtera avant d'être revenu à son état de départ.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite72af00ef]

Le système décrit ici va bouger mais il s'arrêtera avant d'être revenu à son état de départ.

Je m'explique:

Le système est dans cet état tout le temps, en tournant autour de O. Les carrés 1 et 2 restent dans la même position par rapport à l'axe principal (de couleur verte), idem pour la partie en rouge.

Ci-joint le système après avoir tourné un peu.

Chaque carré peut tourner autour de son axe O1 et O2, il va transmettre un couple à l'axe principal car l'axe bloque la rotation. Les couples des carrés 1 et 2 étant dans le même sens, l'axe principal tourne autour de O mais les carrés 1 et 2 ne bouge pas par rapport au référentiel de l'axe principal. La partie en rouge ne demande aucune énergie pour tourner.

J'espère être plus clair ? En fait dès le départ, soit le système ne tourne pas soit il tourne et dans ce cas il tourne tout le temps. Ce que je ne comprends pas, c'est pourquoi il ne tourne pas.

[invite72af00ef]

En fait, ce que j'ai du mal à expliquer c'est le fait que chaque carré possède une rotation autour de son centre et qu'il est à la fois bloqué par l'axe principal. On pourrait penser que cela revient à tout fixer, ce n'est pas le cas pour moi (c'est peut être là mon erreur). Chaque carré peut tourner autour de son centre, il rencontre une butée sur l'axe principal qui l'empêche de tourner par rapport à l'axe principal mais il transmet ainsi son couple à l'axe principal.

[sitalgo]

B'jour,

Je te rassure, il n'y a rien qui tourne.
Pour mieux comprendre, il faut simplifier les schémas et trouver l'équivalent le moins encombré possible.

[sitalgo]

Mauvaise manip, voilà le bon schéma.
Modération : on peut supprimer celui du message précédent.

[invite72af00ef]

Oui, vous avez raison si les carrés sont complètement fixés sur l'axe principal. On a envoyé un message en même temps

Est-ce que ceci est juste :
1/ si on prend chaque carré seul (isolé et en supposant que la pièce rouge ne fait pas partie du carré mais qu'elle suit la carré), ils tournent bien dans le sens trigo autour de leur cente O1 ou O2 (partie en noir des carrés) ? Bien entendu dans ce cas la pièce rouge demande le même couple.
2/ la partie en rouge ne demande pas d'énergie pour tourner autour de l'axe O ?

Par contre:
3/ on place les carrés sur l'axe principal selon la figure (c'est là que je ne dois pas comprendre ce qui ce passe). Chaque carré peut tourner autour de son axe O1 ou O2. On place une butée sur l'axe pour empêcher de faire tourner chaque carré par rapport à l'axe principal, est-ce que chaque carré transmet un couple de rotation à l'axe principal ? Si non, où passe le couple de chaque carré ? Comme les parties en noir de chaque carré annulent entre elles les couples autour du point O, la rotation autour de O ne peut pas annuler le couple ou alors il y a un couple que je n'ai pas vu. On peut se dire que bloquer la rotation revient à avoir un système fixe, ceci dit cela permet de comprendre comment j'imagine le fonctionnement et de me dire où il y a une erreur.

Merci de prendre le temps de répondre.

[sitalgo]

1/ si on prend chaque carré seul (isolé et en supposant que la pièce rouge ne fait pas partie du carré mais qu'elle suit la carré), ils tournent bien dans le sens trigo autour de leur cente O1 ou O2 (partie en noir des carrés) ?

Non, ils ne tournent pas. La somme des moments est nulle (F2 et F'2 colinéaires s'annulent et F'1 passe par A) mais la somme des forces ne l'est pas : le carré pousse sur l'axe avec F'1 (ce qui implique un moment fléchissant dans la barre verte, nul en A, maxi aux extrêmités) mais sans entraîner de rotation. La carré tend simplement à reculer.
Il faudrait que A ne soit pas sur le passage de F'1 pour qu'il y ait rotation, tout dépend donc de la configuration, ce qui ne veut pas dire qu'il y a possibilité de mouvement perpétuel.

On place une butée sur l'axe pour empêcher de faire tourner chaque carré par rapport à l'axe principal, est-ce que chaque carré transmet un couple de rotation à l'axe principal ?

Peu importe comment le carré est rendu fixe par rapport à l'axe, la nature sait toujours retrouver ses petits.

[invite72af00ef]

Sur un carré isolé sans la partie rouge (on oubli tout le reste, la partie verte etc.) autour de son centre O1 ou O2, la somme des forces n'est pas nulle, et la somme des moments non plus, il y a rotation, j'ai mis une image jointe.

Pour comprendre j'y vais pas à pas (je ne suis pas un physicien). Je prends un carré sans la partie rouge sans axe vert etc. Ensuite, je rajoute la partie rouge. Enfin, je place les carrés sur l'axe principal.

[sitalgo]

Dans ce cas il y a rotation puisque le centre de rotation est ici au centre du carré. La résultante des forces verticales ne passe pas par le centre, il y a donc moment. Dans le cas du début l'axe de rotation est A et la résultante passe par ce point.

[invite72af00ef]

Merci pour vos réponses

Donc, si on prend 2 carrés isolés qui fournissent un moment non nul sur leur centre O1 ou O2 (un carré comme l'image précédente et l'autre le même mais en rotation de 180° cela ne change pas le signe du moment), on place ces carrés sur l'axe principal de la première image (pour l'instant on suppose la pièce rouge absente), chaque carré va vouloir tourner autour de son centre (O1 ou O2) sur l'axe principale, une butée sur l'axe principal permet d'arrêter la rotation de chaque carré autour de son centre O1 ou O2, est-ce que les carrés vont transmettre leur moment à l'axe principal ?

Si la réponse est non, je ne comprends pas pourquoi puisqu'on fournit deux moments de même signe à l'axe principal. Lorsque je perce un trou dans du métal et que le forêt se bloque, si j'empêche la perceuse de tourner (ça fait mal ) elle a envie de faire tourner la pièce en face, elle transmet bien le couple, mais mes sensations m'induisent peut être en erreur.

Si la réponse est oui, alors l'axe principal se met à tourner autour de O, on rajoute la pièce rouge, elle ne génère pas de moment résistant autour du centre O. Et comme vous l'avez calculé, le moment des carrés au centre O est nul. Donc, il n'y a pas de moment qui permet d'annuler les moments des carrés. Et dans ce cas je ne comprends pas non plus

[sitalgo]

10 caractères

[invite72af00ef]

Super, ok je comprends beaucoup mieux ! J'ai oublié l'axe qui reçoit une force.

Si je place la butée pour le carré 1 entre le centre O et le coin à gauche en bas pour le carré 1 (le coin le plus proche de O), le carré 1 ne peut pas tourner par contre une force de contre réaction apparait en O1, ici les moments s'annulent aussi ?

idem pour le carré 2 avec le coin en haut à droite.

[invite72af00ef]

On peut aussi utiliser la butée selon la figure jointe, j'ai l'impression qu'ici les moments s'ajoutent. Les deux bras de couleur verte sont figés et tournent autour de O. Selon votre notation Fp ajoute un moment de sens trigo et Fo aussi, l'axe subit une autre force ?

[invite72af00ef]

on peut aussi bloquer les rotations des deux carrés entre-eux (blocage entre les carrés et O) ainsi il n'existe plus que les forces sur O1 et O2 ici les moments s'annulent avec une autre force ?

[sitalgo]

Tu peux tourner le problème dans tous les sens, les forces changeront d'intensité, de direction et de point d'application mais le résultat sera le même.

[invite72af00ef]

J'ai essayé de tracer comme vous les forces Fo, Fp et Fb à partir de la dernière image (message #17). Ci-joint l'image pour le carré 2. Ici les forces Fp et Fb s'annulent et ne créent pas de moment par rapport à O (elles sont aussi sur l'axe qui passe par O). Par contre, il y a un moment dû à Fo par rapport à O qui vaut Fo*C/4. Si vous pouvez me dire ce qui ne va pas dans mon tracé ?

[invite72af00ef]

Je viens de comprendre, en fait si j'annule Fp avec Fb il n'y a plus de Fo, c'est bien cela ?

Avec l'image ci-jointe, on prend 4 carrés, dont deux créent des couples (il n'y a plus d'action sur le centre de ces deux carrés) et les deux extrémités sont comme les carrés précédents, eux ils ne créent rien puisque les moments s'annulent comme vous l'avez démontré précédemment (sinon cela tourne avec ces deux pièces uniquement). La barre verte est toujours l'axe qui supporte les carrés en rotation. J'ai indiqué le centre O: le centre de rotation de la barre verte. Les pièces de couleur rouge ne créent toujours pas de couple au centre O. La barre verte reçoit les couples de deux carrés (on bloque les axes pour avoir toujours la même configuration). Il y a toujours la pression P à l'intérieur des carrés, et le vide à l'extérieur. On peut mettre une multitude de carrés centraux, il n'y aura toujours que deux extrémités.

Ici, les couples des deux carrés centraux sont annulés par quoi ?

[sitalgo]

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