Energie mécanique mise en jeu lorsque deux aimants se repoussent ?

[invite7805a9c4]

Bonsoir,

En jouant avec mes enfants avec des aimants, une question s'est posée à moi :

D'où vient l'énergie mécanique qui a mis en mouvement deux aimants que j'ai approché en face à face suivant le même pôle lorsque j'ai lâché ces deux aimants ?


Je me rappelle que le bilan énergétique doit être nul.
Je vois bien d'un côté l'énergie mécanique (déplacement de quelques millimètres des deux aimants lorsque je les relâche)... "énergie perdue"... mais quand est-il de l'autre ?

Bien cordialement

Jacques-Bernard

PS : Mes réflexions néophytes :
- Peut être que l'énergie vient des instants précédant celui où j'ai relâché les deux aimants. Est-ce que le fait de rapprocher ces deux aimants, j'ai apporté de l'énergie mécanique (moi) qui a été "stocké" dans les aimants et qui a été restitué après ?
- J'ai vu sur le net que les aimants permanents n'étaient pas permanents ?! Peut être que cette énergie mécanique est une partie de l'énergie perdue lors de la désaimantation ? Et dans ce cas, est-ce qu'un aimant se désaimante plus vite si il est utilisé que si il ne l'est pas ?
- etc... ça a tellement fusé que je me suis dit qu'il valait mieux faire appel à des spécialistes, d'où ce post.

Merci par avance.
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[phys4]

PS : Mes réflexions néophytes :
- Peut être que l'énergie vient des instants précédant celui où j'ai relâché les deux aimants. Est-ce que le fait de rapprocher ces deux aimants, j'ai apporté de l'énergie mécanique (moi) qui a été "stocké" dans les aimants et qui a été restitué après ?
- J'ai vu sur le net que les aimants permanents n'étaient pas permanents ?! Peut être que cette énergie mécanique est une partie de l'énergie perdue lors de la désaimantation ? Et dans ce cas, est-ce qu'un aimant se désaimante plus vite si il est utilisé que si il ne l'est pas ?
- etc... ça a tellement fusé que je me suis dit qu'il valait mieux faire appel à des spécialistes, d'où ce post.

Merci par avance.

Très bien pour le néophyte, en rapprochant les pôles de même nom, vous avez exercé une poussée, donc u travail qui a créé une énergie potentielle contenue dan le champ magnétique.
Cette énergie se retransforme en énergie cinétique lorsque vous lâchez les aimants.

Si une dés-aimantation se produit en rapprochant les pôles, alors une partie de votre énergie est perdue et vous aurez moins d'énergie cinétique restituée. L'énergie perdue se retrouve sous forme de chaleur dans l'aimant.

Le fait de soumettre un aimant à un champ opposé à son aimantation a réellement pour effet de lui faire perdre une partie de son aimantation. Tout dépend du type de matériau magnétique.

[invite6dffde4c]

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- J'ai vu sur le net que les aimants permanents n'étaient pas permanents ?! Peut être que cette énergie mécanique est une partie de l'énergie perdue lors de la désaimantation ? Et dans ce cas, est-ce qu'un aimant se désaimante plus vite si il est utilisé que si il ne l'est pas ?...

Bonjour.
Un aimant permanent est permanent. Il ne se désaimante pas tout seul. On peut les désaimanter par plusieurs procédés.
Les minéraux magnétiques (la magnétite) sont restés magnétisés ces derniers millions ou milliards d'années.
Au revoir.

[invite7805a9c4]

Merci beaucoup pour vos réponses.
En effet, une aimantation qui dure des millions / milliards d'années, on peut dire qu'elle est "permanente". ;o) Je ne savais pas.
Je pensais à des aimants permanents industriels comme ceux en néodyme / bore (euh, j'ai oublié le troisième, nickel ?).

Tout content, j'en ai fait part à ma fille, qui m'a amené deux aimants pour refaire l'expérience avec vos explications. Mais voilà, une nouvelle question se bouscule alors.

Comment expliquer l'expérience suivante :
Je présente mes deux aimants pôle opposé (N - S)... au bout d'un moment, les aimants partent tout seul les uns vers les autres sans qu"on les aide ?


Ni ma fille ni moi n'avons apporté de l'énergie dans le système... et pourtant, une force mécanique est constatée puisque les aimants se sont déplacés tout seul ?

Bien cordialement

Jacques-Bernard

PS : Le néophyte n'en a pas la moindre idée !
Envie de dire que les aimants se sont un peu désaimantés en convertissant cette énergie (?euh laquelle?) en énergie mécanique. Mais dans ce cas, on pourrait s'attendre à ce que l'aimant (permanent) ne le devienne plus ! Ce que l'on ne constate pas ! Donc, ce n'est pas ça.
Par contre, je dois fournir un effort pour séparer les aimants... donc fournir de l'énergie mécanique ! Est-ce que je dois fournir la même énergie que celle qui a servit lorsque ces deux aimants se sont rapprochés tout seul ? Mais dans ce cas, ce serait comme si les deux aimants s'étaient attirés perdant ainsi une énergie (mais laquelle ?), pour la retrouver lorsque je fournis de l'énergie mécanique pour les séparer.
En tout cas, faudrait que je joue plus souvent avec les jeux aimantés des enfants ! ;o)

PS2 : Au fait, tous mes vœux de santé, bonheur et réussite à vous, vos familles et vos amis.

[A voir en vidéo sur Futura]

[phys4]

Bonsoir,

L'énergie mise en jeu se trouve dans le champ magnétique. C'est une forme d'énergie qui se répartie dans l'espace autour des aimants.

Lorsque vous rapprochez des pôles de même signe, vous augmentez l'énergie du champ et vous créez ainsi une énergie potentielle disponible.
Lorsque vous approchez des pôles opposés, vous diminuer le champ qui se trouve dans l'espace et vous pouvez récupérer une énergie en quantité limitée.

Il faudra restituer cette énergie pour écarter les aimants et reconstituer le champ initial.
Ces actions ne modifie pas l'aimantation, elles utilisent le champ qui se trouve autour d'eux.

Cette énergie dans le champ est de même nature que l'énergie des ondes radio qui se trouve envoyée dans l'espace. Pour les aimants l'énergie reste fixée autour de l'aimant, alors que pour les ondes radio, l'énergie est diffusée autour de l'antenne.

[invite7805a9c4]

Bonsoir,

Je crois comprendre... Je verrai demain soir lorsque je t'enterrai d'expliquer cela a ma fille.
Ça ne doit pas être facile d'écrire cela sous la forme d'une équation ?!

Merci encore pour ces réponses précises.

Bonne soirée

Jacques-Bernard

[phys4]

Si vous voulez une équation , c'est très simple :

Le champ B dans l'espace renferme une densité d'énergie

pour B en teslas, W en J/m³, c = vitesse de la lumière

Ce qui fait environ W = 4.10⁵ B²

[invite7805a9c4]

Donc, pour B à 1 Tesla... on a 4 kJ/m3 "d'énergie stockée".

Je suppose que c'est à partir de cette valeur qu'on détermine la masse maximale qui peut être déplacé (force d'adhérence, une formule ?) ?

Mais une fois que cette masse a été déplacé et s'est collé à l'aimant... on a consommé toute l'énergie, l'aimant perd de son pouvoir d'aimantation ???

[invite7805a9c4]

Euh, entre guillemets le "pouvoir d'aimantation" (on ne parle pas de magie ici), mais je voulais dire que l'aimant est capable de mettre en mouvement une certaine masse en convertissant cette énergie disponible ? Une limite doit donc être fixée, non ?

[phys4]

Euh, entre guillemets le "pouvoir d'aimantation" (on ne parle pas de magie ici), mais je voulais dire que l'aimant est capable de mettre en mouvement une certaine masse en convertissant cette énergie disponible ? Une limite doit donc être fixée, non ?

Bonne nuit,

Pour le calcul ce n'est pas 4 kJ/m3 mais 400 kJ/m3.

Il y a bien sur une limite, quand vous rapprochez des pôles qui se repoussent, vous augmentez le champ dans l'air et vous devez fournir l'énergie correspondante. Quand vous rapprochez des pôles qui s'attirent vous diminuez le volume du champ total et vous récupérez cette énergie, mais quelle que soit la forme des aimants vous ne pourrez supprimer que la moitié du volume du champ. La récupération est donc limitée à la moitié de l'énergie totale du champ.

En outre l'énergie totale autour d'un aimant est limitée car le champ décroit comme le cube de la distance dès que vous êtes assez éloigné, le volume de la couche sphérique autour croit comme le carré de la distance, l’incrément d'énergie en fonction du rayon décroît comme la puissance quatre du rayon. L'intégrale converge donc très vite.

Alors il n'y a pas tant d'énergie que cela, n'en faites pas de cauchemars.

[invite7805a9c4]

Quel abruti, je fais... oui, 400kJ/m3 ! Il est temps que j'aille me coucher. ;o)
En effet, ça ne fait pas beaucoup d'énergie puisque le champ s'étant à quelques centimètres sans parler de la décroissance (puissance quatre ? mais oui, énergie sur la surface) !

En tout cas, grâce à vous, je me coucherai moins bête ce soir.
Merci beaucoup pour vos interventions.