Démontrez que ce mouvement n'est pas perpétuel

[Etrange]

Re

Etorre, dire que la pression est indépendante de h revient à faire une croix sur la poussée d'Archimède.
Les frottements seront proportionnels à la vitesse de la machine (ou à son carré), on peut donc les rendre aussi petit qu'on le souhaite en diminuant la vitesse, bref ils ne sont pas importants dans le raisonnement.
Si l'on fait abstraction des parties haute et basse de cette machine (là ou s'effectuent les retournements) la machine semble clairement devoir tourner. Il y a donc visiblement quelque chose de non négligeable dans ces parties.

LPFR, dans les formules modifiées les forces prises en compte sont le poids du piston et la force due à la pression extérieure. La force pressante du gaz dans la chambre n'apparaît pas, est-ce volontaire ?

@+
-----

[invite686ac3e5]

Re

Etorre, dire que la pression est indépendante de h revient à faire une croix sur la poussée d'Archimède.

merci je sais très bien cela. Mais Quand je voit des page de calcul avec h, alors qu'on peut très bien avoir une poussée d’Archimède qui varie de 1/100 entre en haut et en bas, voir 1/1000, voir ce que l'ont veut, on peut, au premier ordre, considérer que cette poussé d’Archimède est constante. Enfin pour ma part je cherche ailleurs

[Amanuensis]

Proposition : L'arnaque est dans la non prise en compte de la force d'Archimède sur la masse m.

Démonstration par l'absurde : prenons comme masse m de l'eau ! Il n'y alors aucune différence qu'elle soit "attachée" au piston ou non.

Allons plus loin : mettons comme masse m un objet de volume constant de masse volumique inférieure à l'eau...

[invite2b524dc2]

Bonsoir,
Au lieu d’utiliser la poussé d’Archimède, je suis passé par l’expression de la pression hydrostatique, formule qui permet par intégration sur le contour du volume de retrouver la poussée d’Archimède, selon la formule P1(en h1)= ωh1 +Patm en h1 et P2(en h2)= ωh2 +Patm, s surface du piston, hgaz=h2-h1- hpiston pour faire le bilan des forces permettant de calculer Pg1 (en h1) pression du gaz que l’on re-détermine par l’équation des gaz parfaits.
Puis de même P’1(en h1+dh1), P’2 (en h’2) avec h’= h’2-(h1+dh1)-hpiston, en considérant que la base du cylindre ou godet a été l’objet d’un déplacement élémentaire dh1 alors que le piston se trouve en h’2. Cependant en considérant la transformation adiabatique ou isotherme, il apparait une équation, portant de nombreuses inconnues, mais mettant en relief le déplacement relatif du piston par rapport à la base du godet indiquant qu’une partie du travail du poids du piston sert en fait à comprimer le gaz qui s’accompagne d’un amoindrissement de la poussée d’Archimède. Ainsi le travail du poids du piston lorsqu’il est moteur est moindre, partiellement diminué et stocké sous forme élastique ou énergie interne des gaz et la poussé d’Archimède elle étant résistante est diminuée en fonction de la réduction du volume. Alors que de l’autre coté c’est l’inverse le travail de la poussée d’Archimède devient moteur et « complet », l’énergie élastique est restituée mais le travail résistant du poids du piston travaille aussi "totalement".
Un échange entre poids et pression, qui nous rappelle que la pression ou la poussé d’Archimède ne sont qu’une résultante de l’action de la gravitation sur un fluide, en un point la pression n'est autre que le poids de la colonne d’eau située au dessus, vu sous cet angle (gravitationnel-adiabatique) le problème se ramène à un cycle fermé dans un champ de potentiel gravitationnel : le travail est globalement nul. J'espère que mon raisonnement tient la route ?
Salutations.

[invite6dffde4c]

...
LPFR, dans les formules modifiées les forces prises en compte sont le poids du piston et la force due à la pression extérieure. La force pressante du gaz dans la chambre n'apparaît pas, est-ce volontaire ?
@+

Bonjour.
Dans mes calculs, la pression du gaz est égale à la pression extérieure au niveau du piston moins le poids du piston divisé par sa surface:

Au revoir.

[Amanuensis]

Proposition : (...)

Non, c'est n'importe quoi. Suffit de changer mg par mg-mdg, cela n'impacte rien.

[invite20ae9842]

Bonjour.

une autre facon de dire les choses se serait de dire que les masses mobiles "aspirent" les cylindres vers le bas dans la phase qui est representée comme montante et poussent les cylindres vers le bas dans la phase considérée comme descendante
Je pense en fin de compte que le probleme n'est pas si complexe si l'on prend bien soin de faire l'analyse en commencant par isoler chaque corps et que l'on ne fait pas trop confiance à son intuition
On a deja vu sur le forum des discutions sur les limites d'application du principe d'archimede, je pense que c'est un autre cas de ce type. (il est precisé quelque part solide entierement mouillé par le liquide)

fred

Lis spécifiquement mes interventions sur ce fil, je crois qu'on se rejoint.

Amicalement, Alain

[invite2b524dc2]

Bonjour,
Étant donné le nombre d'inconnues du problème, il est vain d'espérer de parvenir à un système d'équations possédant une solution. Par ailleurs, l'analyse locale (au voisinage d'un point quelconque voir de retournement) n'éclairera pas ce qui se passe en d'autres points. L'approche à mon avis doit être globale et porter sur la "nature" des forces interagissant : le poids dérive du champ gravitationnel, la poussée d'Archimède-en intensité "poids" du volume d'eau déplacé et sens opposé (vertical)-, dérive elle aussi du même champs gravitationnel. Le système globalement étant isolé et considéré adiabatique, donc les échanges de travaux entre poids et poussée sont conservatifs, sous forme de variation de pression du gaz emprisonné, ou volume variable. En un point le long d'un cycle fermé, dans un champ gravitationnel, ou interagissent dans un système isolé des forces de "nature" gravitationnelle, sans échange avec l'extérieur ou "pertes", la variation de l'énergie mécanique totale est nulle lorsqu'on revient en ce point.
En blaguant, avec une pensée respectueuse au défaut de masse, à la Einstein, pour les théoriciens, ils pourraient se ramener uniquement à des masses virtuelles équivalentes et ce pour rester dans le cadre de seules interactions purement gravitationnelles. Pour cela, il leur suffirait d’introduire, le concept de masse virtuelle équivalente en celle qui produirait le même effet. Il leur restera à établir cependant la conservation des masses virtuelles associées au cours du cycle fermé ..... Bon courage …
Stop et faim ....

[invite6dffde4c]

Bonjour,
Étant donné le nombre d'inconnues du problème, il est vain d'espérer de parvenir à un système d'équations possédant une solution. Par ailleurs, l'analyse locale (au voisinage d'un point quelconque voir de retournement) n'éclairera pas ce qui se passe en d'autres points. L'approche à mon avis doit être globale et porter sur la "nature" des forces interagissant : le poids dérive du champ gravitationnel, la poussée d'Archimède-en intensité "poids" du volume d'eau déplacé et sens opposé (vertical)-, dérive elle aussi du même champs gravitationnel. Le système globalement étant isolé et considéré adiabatique, donc les échanges de travaux entre poids et poussée sont conservatifs, sous forme de variation de pression du gaz emprisonné, ou volume variable. En un point le long d'un cycle fermé, dans un champ gravitationnel, ou interagissent dans un système isolé des forces de "nature" gravitationnelle, sans échange avec l'extérieur ou "pertes", la variation de l'énergie mécanique totale est nulle lorsqu'on revient en ce point.
En blaguant, avec une pensée respectueuse au défaut de masse, à la Einstein, pour les théoriciens, ils pourraient se ramener uniquement à des masses virtuelles équivalentes et ce pour rester dans le cadre de seules interactions purement gravitationnelles. Pour cela, il leur suffirait d’introduire, le concept de masse virtuelle équivalente en celle qui produirait le même effet. Il leur restera à établir cependant la conservation des masses virtuelles associées au cours du cycle fermé ..... Bon courage …
Stop et faim ....

Re.
Je trouve votre intervention dépourvue de sens et totalement hors sujet.
Il y a des blagues qui sont de mauvais goût.
A+

[invite2b524dc2]

Bonjour,
J'ai bien mentionné, avec tout le respect, quand à la blague supposée en H.S, elle se référerait à une virtuelle différence de masse virtuelle qui traduirait la différence entre les masses virtuelles associées aux effets des poids réel et "apparent" du corps immergé ... Pour les blagues, il faut les comprendre, quand au goût cela se discute sans détour ni retournement.
cordialement ....

[invite2b524dc2]

Bonsoir,
Une intervention dépourvue de sens, sans doute, mais en quoi cloche le raisonnement ? Donnez une autre "démonstration" plus sensée à vos yeux, cela m'apprendra au moins quelque chose qui fonde votre affirmation ...

[Amanuensis]

Pour revenir au sujet, ne peut-on pas directement considérer, sans résoudre l'intégrale, que si le volume de l'objet augmente de V au retournement bas, il y aura un travail de PV fourni à l'eau ainsi chassée (et donc perdu pour le mobile, ce qui le freine), ce qui correspond à l'eau qui est "montée" et compensant l'autre flux ?

[invite6dffde4c]

Pour revenir au sujet, ne peut-on pas directement considérer, sans résoudre l'intégrale, que si le volume de l'objet augmente de V au retournement bas, il y aura un travail de PV fourni à l'eau ainsi chassée (et donc perdu pour le mobile, ce qui le freine), ce qui correspond à l'eau qui est "montée" et compensant l'autre flux ?

Re.
Non. Car à l'autre retournement vous avez la situation (presque) inverse. Et je dis presque car les pressions sont différentes et les distances parcourues par les pistons aussi.
Je ne pense pas que l'on puisse faire un raccourci convainquant. Il faut se taper le calcul complet.
(Je suis en train de le faire).
A+

[YBaCuO]

Bonsoir,

Je n'ai pas lu toute la discussion, mais cette question a déjà été posée par calculair en 2008.
Je réappose ma réponse où j'exposais de manière qualitative les forces en présence.

Je vais tenter une explication avec les mains.

Si on ne considère que la partie intermédiaire rectiligne, il est exact que ces godets vont exercer un couple résultant positif d'après le dessin. Il est aussi exact que plus cette partie rectiligne est longue, plus le couple résultant sera important.

Considérons maintenant seulement les godets qui se retournent.
Les godets supérieurs exercent un couple négatif, tandis que les godets inférieurs exercent un couple positif.
L'erreur est de croire que ces couples se compensent et de ne considérer seulement les godets sur la partie rectiligne.

Il faut se rappeler que notre système est basé sur le principe d'Archimède, cela implique que le milieu extérieur a une densité non nulle. Cette donnée couplée à la force de pesanteur implique que le milieu présente un gradient de pression.

Donc par principe du ludion, les godets supérieurs seront plus volumineux que les godets inférieurs, cette effet sera d'autant plus important que la différence de hauteur entre les deux poulies le sera.
En prenant en compte ce fait, on constate alors que les couples exercés par les godets situés sur les poulies ne se compensent plus, et que le couple résultant est négatif.

Je n'ai pas fait les calculs mais par conservation de l'énergie, on devrait trouver que les différents couples se compensent.

[invite2b524dc2]

bonsoir,
Au risque de me tromper la première formule me parait juste en termes de Pression à la profondeur z + l cos (théta) sur la surface S du piston. Bien que le piston est incliné et que la pression varie le long de sa surface par symétrie la pression moyenne est celle en son centre.
La seconde formule me parait juste en termes de poussée d’Archimède sur le volume S .l projetée sur l’axe du cylindre

Re.

Désolé je ne comprends pas, vous calculez une pression, en tenant compte du poids au risque d’en tenir à nouveau compte encore une fois lors du bilan.
Est-ce que je me trompe ?
Cordialement

[invite2b524dc2]

Re,
Pour la troisième formule, elle est vraie pour la pression du gaz ...
Le problème c'est qu'il faut distinguer les pressions sur le piston, sur le cylindre, pour le gaz ...

[invite2b524dc2]

bonsoir,
Si l'on isole le Piston, il est soumis à trois actions : son poids, la pression hydrostatique sur une face, la pression du gaz sur l'autre face donc F doit comporter au moins trois termes. Si l'on isole le Godet + Piston, l'ensemble est soumis à la poussée d'Archimède et au poids total donc deux termes (mais le poids n'est pas celui du seul piston). Quelque chose a du m'échapper ? Quant à la troisième formule dans son contexte initial, suite à la seconde correction, je ne la comprends toujours pas.

[Amanuensis]

Re.
Non. Car à l'autre retournement vous avez la situation (presque) inverse.

Pas du tout.

Et je dis presque car les pressions sont différentes et les distances parcourues par les pistons aussi.

La pression est inférieure, et la course identique, donc le travail fourni au dispositif inférieur. Facile à voir et à montrer.

[Amanuensis]

@LPFR

PS : Cela ne m'importe pas de vous convaincre. Au contraire, votre opposition m'est plus utile que votre agrément. Tous les arguments contre ce que je propose me permettent d'examiner mieux mon hypothèse. Mon but est de comprendre, de me convaincre, moi. Quand ce sera atteint, j'arrêterai tout "débat".

[invite6dffde4c]

Bonsoir,

Je n'ai pas lu toute la discussion, mais cette question a déjà été posée par calculair en 2008.
Je réappose ma réponse où j'exposais de manière qualitative les forces en présence.

Bonjour YBaCuO.
Dans ce problème je ne pense pas qu'une explication "avec les mais" suffisse.
On peut expliquer "avec les mains" que le travail fait pas un cylindre est diffèrent en montée qu'en descente. Mais je ne vois pas comment démontrer "avec les mains" que cette différence de travail est compensée exactement pendant le retournement des cylindres et ceci pour n'importe quelle longueur de parcours vertical.
Car il est évident que ça se compense. Mais on ne peut pas utiliser pour la démonstration le principe de conservation de l'énergie.
Il faut vraiment faire le calcul. Et je crains que l'intégrale du travail pendant le retournement donne des intégrales elliptiques (définies, heureusement), ce qui rend la démonstration analytique mais c'est peut-être possible pour quelqu'un plus fort en maths que moi.
Je me limiterai à faire le calcul numérique.
Cordialement,

[Amanuensis]

Le calcul exact que propose LPFR inclut la variation de pression pendant le retournement due au rayon non nul de la rotation de retournement. C'est donc plus propre, un plus indéniable.

Pour l=0 on considère la pression constante, et je dis que le travail fourni à l'eau est juste PV en bas, avec P la pression en bas, et -pV en haut avec p la pression en haut. Et V la différence de volume lors d'un retournement (V ne dépend pas de la pression).

Il n'est pas impossible (et c'est peut-être démontrable analytiquement), que le terme correctif dû à l est le même en haut et en bas, auquel cas il n'est plus nécessaire de faire le calcul.

Je suggèrerais donc de ne pas chercher à calculer indépendamment le travail de retournement en haut et en bas, mais de calculer directement la somme des deux. J'intuite que la formule sera plus simple.

Reste ensuite à calculer le travail (positif) fourni par l'eau aussi bien par les godets montants que descendants, travail que je soupçonne (évidemment) d"être au total (P-p)V.

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Je préfère de beaucoup ce type d'intervention.

bonsoir,
Au risque de me tromper la première formule me parait juste en termes de Pression à la profondeur z + l cos (théta) sur la surface S du piston. Bien que le piston est incliné et que la pression varie le long de sa surface par symétrie la pression moyenne est celle en son centre.
La seconde formule me parait juste en termes de poussée d’Archimède sur le volume S .l projetée sur l’axe du cylindre

Désolé je ne comprends pas, vous calculez une pression, en tenant compte du poids au risque d’en tenir à nouveau compte encore une fois lors du bilan.
Est-ce que je me trompe ?
Cordialement

Oui.
La première formule dans votre citation (post 75) est la force sur la paroi extérieure du piston dans la direction d'avancement.
La seconde la force nette sur le cylindre plus piston dans la direction d'avancement, en tenant compte de la poussée d'Archimède et du poids du piston.
Le fait de prendre la pression au milieu du piston correspond à négliger la compressibilité de l'eau et la sa conséquence sur la variation de densité sur des petites différences de profondeur.
Et je ne crois pas avoir fait d'erreur au niveau du bilan. Mais si quelqu'un trouve que j'en ait fait, il sera assez gentil pour me signaler lequel (comme Etrange a fait, et je le remercie à nouveau).

Re,
Pour la troisième formule, elle est vraie pour la pression du gaz ...
Le problème c'est qu'il faut distinguer les pressions sur le piston, sur le cylindre, pour le gaz ...

Je pense l'avoir fait.
Je considère le piston sans frottements. Donc la pression du gaz est identique sur les deux faces du piston.

bonsoir,
Si l'on isole le Piston, il est soumis à trois actions : son poids, la pression hydrostatique sur une face, la pression du gaz sur l'autre face donc F doit comporter au moins trois termes. Si l'on isole le Godet + Piston, l'ensemble est soumis à la poussée d'Archimède et au poids total donc deux termes (mais le poids n'est pas celui du seul piston). Quelque chose a du m'échapper ? Quant à la troisième formule dans son contexte initial, suite à la seconde correction, je ne la comprends toujours pas.

J'ai ignorée le poids du cylindre. Il est fixe et il ne produit aucun travail sur un tour complet. Ce n'est pas le cas du piston qui change de place pendant le tour. On ne peut pas ignorer les forces sur lui.

Je ne vois pas de quelle formule parlez-vous. Pouvez-vous me donner le numéro du post?

Au revoir.

[stefjm]

@LPFR

PS : Cela ne m'importe pas de vous convaincre. Au contraire, votre opposition m'est plus utile que votre agrément. Tous les arguments contre ce que je propose me permettent d'examiner mieux mon hypothèse. Mon but est de comprendre, de me convaincre, moi. Quand ce sera atteint, j'arrêterai tout "débat".

J'ai bien envie de choisir ce texte comme signature.

[invite6dffde4c]

Bonjour.

Pas du tout.

??????

La pression est inférieure, et la course identique, donc le travail fourni au dispositif inférieur. Facile à voir et à montrer.

J'attends avec impatience (les formules, pas du baratin).

@LPFR
PS : Cela ne m'importe pas de vous convaincre. Au contraire, votre opposition m'est plus utile que votre agrément. Tous les arguments contre ce que je propose me permettent d'examiner mieux mon hypothèse. Mon but est de comprendre, de me convaincre, moi. Quand ce sera atteint, j'arrêterai tout "débat".

Je partage votre position. Je ne participe pas à ce forum pour convaincre des convaincus.
Mais les discussions constructives sont utiles à tout le monde.
Le mobile de Calculair m'intéresse car je ne le connaissais pas. Et il est suffisamment tordu pour que démonstration ne soit pas évidente. Le "baratin" ne suffit pas. Il faut des calculs corrects. Des formules ou, à défaut, des calculs numériques.
Au revoir.

[invite15928b85]

Bonjour.

LPFR, corrigez moi si je me trompe mais je pense que votre modélisation est incomplète. Vous semblez ne considérer que la résultante des forces de pression.
Il n'y a aucune raison de négliger le moment de ces forces au point de fixation du cylindre sur la courroie.
Or ce moment travaille pendant les phases de retournement. Les retournements haut et bas n'étant pas symétriques, il n'y a pas compensation.

Cordialement.

[invite6dffde4c]

Bonjour.

LPFR, corrigez moi si je me trompe mais je pense que votre modélisation est incomplète. Vous semblez ne considérer que la résultante des forces de pression.
Il n'y a aucune raison de négliger le moment de ces forces au point de fixation du cylindre sur la courroie.
Or ce moment travaille pendant les phases de retournement. Les retournements haut et bas n'étant pas symétriques, il n'y a pas compensation.

Cordialement.

Re.
Merci d'avoir regardé.
J'ai calculé les forces dans la direction de l'avancement: le long de la verticale et autour des poulies.
Autour des poulies vous pouvez calculer le travail comme ou comme où est le chemin parcouru le long de la trajectoire autour des poulies. Ça revient au même.
Cordialement

[invite15928b85]

Re.

Vu et autant pour moi.

[invite6dffde4c]

Re.

Vu et autant pour moi.

Re.
Au contraire: continuez à chercher !
Cordialement,

[YBaCuO]

Mais je ne vois pas comment démontrer "avec les mains" que cette différence de travail est compensée exactement pendant le retournement des cylindres et ceci pour n'importe quelle longueur de parcours vertical.

Bonjour LPFR,

C'est exact, mon intervention n'était pas une démonstration.
C'était une explication pour ceux déjà convaincus par le principe de conservation de l'énergie et qui ne voudraient pas se plonger dans des calculs.
Pour la démonstration, je la laisse pour les courageux.

Cordialement

[chaverondier]

Pièce jointe 161077re bonjour, Pour les adeptes des mouvements produisant de l'energie avec rien....
Le dispositif est une courroie qui passe sur les 2 poulies , les reservoirs sont fermes par une membrane elastique avec un poids

Hé, hé ! Pas mal comme devinette. J'ai failli ne pas regarder.

En fait, en considérant un modèle plus simple formé d'un piston pesant de masse m coulissant sans frottement dans un cyclindre sans masse, on s'aperçoit que la poussée d'Archimède sur l'ensemble piston+cylindre+gaz équilibre le poids du piston + la force sur le cylindre, et ce, que cet ensemble soit orienté vers le haut ou vers le bas. Le volume de gaz reste donc le même que le poids appuie ou tire sur le volume de gaz enfermé (quand le volume occupé par la chambre+le piston est au même niveau dans les deux positions).

C'est le dessin réalisé (très intuitif, mais basé sur l'intuition d'un comportement du système cylindre + gaz + piston en équilibre dans l'air (1) ) qui laisse à penser que le volume de gaz est plus grand quand la masse est en bas aussi dans l'eau. C'est vraiment typique des devinettes et des tours de passe passe des magiciens. Glisser une hypothèse fausse sans que ça se voie trop.

Chapeau. J'ai cherché pendant une bonne demi-heure.

Tant pis. On avait la solution pour :

• réduire notre déficit en faisant des économies sur des recherches couteuses en nouveaux moyens de production de l'énergie
• relancer la croissance grâce à la production d'énergie bon marché
• résoudre les problèmes de pollution par production d'une énergie propre
• protéger la dynamique de nos investissements industriels, donc la croissance, donc l'emploi, par un maintien du niveau des taux d'intérêt grâce à la conservation de notre triple A

(1) Pas d'accord pour autant pour en conclure qu'il ne faut pas se servir de l'intuition et des analogies pour calculer. Le risque d'erreur existe quelle que soit la méthode utilisée. Le risque le plus difficile à détecter est celui qui se trouve dans les hypothèses de modélisation le pire étant les hypothèses implicites (surtout quand un formalisme un peu lourd ou un modèle informatique assez lourd accapare tellement notre attention qu'il finit par la détourner de la réflexion sur les hypothèses physiques de modélisation).