le travail de la force de rappel d'un ressort

[inviteb1549227]

Bonjour a tous,

j'ai un petit soucis avec le travail de la force de rappel d'un ressort, je m'explique :

la force de rappel d'un ressort est égal à K(x2-x1) , x2-x1 étant l'allongement du ressort. A quoi est donc égal le travail de cette force là puisque le travail d'une force est la force multiplié par le déplacement, mais là le déplacement est déjà pris en compte dans la formule de F, donc comment on fait pour calculé le travail? est-elle égal tout simplement a la valeur de F soit k(x2-x1)? j'espère que vous comprendrez ce que je veux dire.

Merci d'avance
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[inviteb836950d]

Bonjour
Oui, la force n'est pas constante, elle dépend de x : F(x)=-Kx
dW=F(x)dx
il va te falloir intégrer entre x1 et x2

[inviteb1549227]

il faut donc remultiplier par l'allongement?

[invitef17c7c8d]

La notion de travail est interessante, mais une notion plus importante, il me semble, est celle de potentiel.

Car on peut comprendre cette notion (celle de potentiel) assez abstraite avec le ressort.
Le ressort, en se comprimant, emmagasine de l'énergie qu'il restitue ensuite.
C'est le même principe que l'énergie potentielle d'un solide positionné à une certaine hauteur.

On voit de plus que le force (F=kx)dérive du potentiel().
De même que le poid (F=mg) dérive de l'énergie potentielle (Ep=mgh).

Cette notion de potentiel se retrouve souvent en physique (par exemple, il existe entre autre le potentiel Coulombien)

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitef17c7c8d]

Un potentiel, dans une version un peu plus abstraite donc, transforme une énergie cinétique en une autre énergie cinétique.

[inviteb1549227]

ah ok il faut faire l'intégrale mais pourquoi dans le cas des forces constantes on ne fait pas l'intégrale et dans le cas des forces qui ne sont pas constantes on fait l'intégrale

[inviteb836950d]

Ben si, on fait aussi l'intégrale mais elle est triviale puisque

[inviteb1549227]

oui je sais mais je crois que tu n'as pas compris ce que je n'ai pas compris : pourquoi dans le cas de la force de rappel, si on multiplie F par l'allongement on n'a pas le travail de cette force car on doit faire l'intégrale pour trouver le travail,qui est 1/2 k(x2^2 -x1^2), alors que par exemple pour le poids il suffit de multiplier mg par la hauteur pour avoir le travail

[inviteb836950d]

ben si j'ai compris...
parce que si F est constante, tu peux la sortir de l'intégrale et t'en servir pour multiplier deltax

[invitef17c7c8d]

oui je sais mais je crois que tu n'as pas compris ce que je n'ai pas compris : pourquoi dans le cas de la force de rappel, si on multiplie F par l'allongement on n'a pas le travail de cette force car on doit faire l'intégrale pour trouver le travail,qui est 1/2 k(x2^2 -x1^2), alors que par exemple pour le poids il suffit de multiplier mg par la hauteur pour avoir le travail

Cela vient du fait que g (l'accelération gravitationelle) est constante quelquesoit la hauteur, alors que pour le ressort, l'accélération n'est pas constante(varie avec la longueur)

[inviteb1549227]

ok on peut faire l'intégrale pour les forces constantes mais pour les forces non constantes le fait de multiplier F par le déplacement et le fait de faire une intégrale nous donne deux résultats différents

[albanxiii]

Car on peut comprendre cette notion (celle de potentiel) assez abstraite avec le ressort.

le summum de l'abstraction.... le reste est alambiqué au plus haut point dans la même veine.... Mieux vaut ouvrir un cours de physique, ça sera infiniment plus clair et simple à comprendre.

Pour Keusss, "Mécanique" de José-Philippe Pérez par exemple.

[inviteb1549227]

personne pour répondre à ma question?

[invitee0b658bd]

Bonjour,
pour faire simple et sans fioriture, le travail c'est une force multipliée par un deplacement, mais dans ce cas la force depends du deplacement.
pour faire ce produit il faut faire une integrale (c'est d'ailleurs un integrale que l'on fait sans le dire dans le cas d'une force constante) c'est donc egal à integrale de Kx dx soit 1/2 Kx²
fred

[inviteb1549227]

ok merci! mais tu as dit que le travail est 1/2 Kx^2 mais c'est 1/2 K(x2^2-x1^2) non?

[invitee0b658bd]

oui,
cela depends en effet des bornes d'integration , mais il faut quand même un peu sortir du formalisme mathematique et revenir au phénomenne physique
si on tient à garder le formalisme mathematique il faut un peu complexifier l'expression de la force en precisant que la force est nulle quand on n'est pas en contact avec le ressort
faire de belles equations et de belles integrales est parfois necessaire, mais il faut quand même garder à l'esprit que ce ne sont que des modeles limités.
alors commences par faire un petit schéma que l'on soit sur que les modeles retenus sont corrects et que l'on saches de quoi l'on parle
fred

[inviteb1549227]

ok et j'ai une autre question sur le travail du poids : le travail du poids est égal à mgh ou mgh fois cos(P;h) parce que il y'a écrit partout que c'est mgh je comprends pas pourquoi ils prennent pas en compte l'angle

[invitee0b658bd]

le travail , c'est un produit scalaire entre la direction de la force et le deplacement.
fred

[inviteb1549227]

donc c'est bien mg fois h fois cos(P;AB) ?

[invitee0b658bd]

fait un dessin que ce soit compréjensible

[inviteb1549227]

voila un petit schéma : td de chimie numeriser-1.pdf

[invitef17c7c8d]

le summum de l'abstraction.... le reste est alambiqué au plus haut point dans la même veine....

Ah bon? Et physiquement cela ressemble à quoi un potentiel?
Pour l'énergie cinétique, je peux toujours me représenter une voiture roulant à une certaine vitesse, mais pour l'énergie potentielle, c'est une autre paire de manches!

C'est justement parceque l'énergie potentielle est abstraite et subjective, qu'il a été possible de développer une des théorie les plus puissante de la physique: la théorie de jauge.

[obi76]

Bonjour Keusss,
les images doivent être mise en pièce jointe dans le format image (bmp, jpg, png etc.), pas en pdf. J'ai accepté mais la prochaine fois je ne le ferai pas.

Pour la modération,

[inviteb1549227]

OK merci et désolé

[albanxiii]

Bonjour,

J'ai cité le livre de JP Pérez, mais il est bien évident que si on veut comprendre la physique en détail, c'est le cours de Feynman qu'il faut lire en priorité. Dans le tome de mécanique il y a deux chapitre sur le travail, l'énergie et l'énergie potentielle.

lionelod : désolé pour vous, je ne parle qu'avec des gens qui connaissent ce dont ils parlent ou alors qui sont là pour apprendre.