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Travail d'une force sans déplacement de son point d'application.



  1. #1
    mor

    Travail d'une force sans déplacement de son point d'application.


    ------

    Bonjour,

    J'aimerais résoudre ce problème:

    Un archer frotte sur une corde de violon (supposée immobile (pas de vibration)).
    La force de frottement sur la corde travaille-t-elle ?

    Non , car le point d'application de la force ne se déplace pas.
    Oui, car ce frottement engendre un réchauffement de la corde (1er principe de la thermodynamique).

    Conclusion : Je ne sais pas quoi répondre.... En fait je pense que la réponse est oui mais je ne sais pas le montrer rigoureusement.

    Merci de votre aide

    -----

  2. Publicité
  3. #2
    calculair

    Re : Travail d'une force sans déplacement de son point d'application.

    Bonjour

    Par definition le travail T = F x D

    Mais votre force se deplace le long de l'archer......

    C'est un peu comme le frottement des pneus d'une voiture qui freine roues bloquées. La force est immobile par rapport à la voiture, mais elle se deplace par rapport à la route....
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)

  4. #3
    LPFR

    Re : Travail d'une force sans déplacement de son point d'application.

    Bonjour.
    Les crins de l'archet sont enduits de colophane, qui les rend "accrochant".
    L'archet tire de la corde (et effectue un travail) jusqu'à ce que la force sur la corde excède la force de friction statique. La corde "décroche" et glisse le long des crins en transformant une partie de l'énergie élastique stockée dans la corde en chaleur et une autre partie en vibration de la corde.
    Quand la force de friction devient plus faible que la force de friction dynamique, la corde accroche à nouveau à l'archet, et le processus recommence.

    C'est la même chose que quand vous pincez une corde de guitare, sauf que ça se reproduit des dizaines de fois par seconde.

    Vu de loin, l'explication de Calculair est bonne. La force que le violoniste fait sur l'archet des déplace avec celui-ci.
    Au revoir.

  5. #4
    mor

    Re : Travail d'une force sans déplacement de son point d'application.

    Merci pour vos réponses,

    Mais la question est :
    La force de frottement sur la corde travaille-t-elle ?

    et non

    La force de frottement sur l'archer travaille-t-elle ? Effectivement, cette force travaille, mais la 1ère ?

    En d'autres termes est-ce que ces 2 travaux sont identiques :
    W=Farcher/fil . distance parcourue par le fil

    W=Ffil/archer . distance parcourue par l'archer

    Merci

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    calculair

    Re : Travail d'une force sans déplacement de son point d'application.

    bonjour,

    En fait, c'est la même force, l'une est l'action, l'autre la reaction. Quand la corde est immobile ( pas de vibration ) les 2 sont identiques ( Reaction = Action)

    Quand c'est l'archet qui se déplace, c'est la force associée à l'archet qui travaille.

    Si la corde venait à se deplacer, la force associée à corde travaille ( l'equilibre des forces serait rompue et les travaux ou les repartitions des energies seraient differentes.

    De toutes façon c'est bien le travail du violoniste qui pousse l'archet qui fourni l'energie au système

    Echauffement de l'archet et de la corde
    Arrachement d'usure de particules de l'archet et de la corde
    energie acoustique (agreable ou agressive du violon suivant le talent du musicien) rayonnée par le violon
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)

  8. #6
    mor

    Re : Travail d'une force sans déplacement de son point d'application.

    Merci,

    Mais j'aimerais exprimer précisément le travail de la force de frottement, je pense qu'il y a 2 expressions possibles :

    1) W=Farcher/fil . distance parcourue par le fil

    2) W=Ffil/archer . distance parcourue par l'archer

    Le 1er travail est nul mais pas le second, non ?

  9. Publicité
  10. #7
    calculair

    Re : Travail d'une force sans déplacement de son point d'application.

    bonjour,

    Je repondrais comme toi , la seule force qui travaille est celle qui existe au contact de l'archet et de la corde, et la distance a prendre en compte est celle du deplacement de l'archet
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)

  11. #8
    mor

    Re : Travail d'une force sans déplacement de son point d'application.

    Merci beaucoup,

    Un dernier problème (STP) :
    Un morceau de sucre tombe d'une table et se casse sur le sol.
    Il faut exprimer le ∆U du sucre engendré par le choc .

    On applique le 1er principe de la thermo au système {sucre-sol}

    ∆Emsucre + ∆Emsol + ∆Usucre + ∆Usol = Wext nc (Q=O)

    or Wext nc =0 (il n'y a pas de forces extérieures non-conservatives)
    ∆Usol= 0 (le sol n'est pas modifié)
    ∆Emsol = 0 car sol immobile


    Théorème de l'énergie mécanique:
    ∆Emsucre = Wext nc +Wint nc ( là le système est le sucre )
    ∆Emsucre = - Fsol/sucre.deplacement du sucre + 0

    d'où ∆Usucre = Fsol/sucre.deplacement du sucre

    Est-ce bon ?



    J'ai un doute sur le travail de la force du sol sur le sucre , cette force travaille-t-elle ?
    D'après le théorème de l'énergie mécanique, cette force doit travailler car ∆Emsucre = ∆Eppsucre ≠ 0 donc Wext nc +Wint nc ≠ 0 , non ?


    Merci

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