Conservation de l'energie: Un artifice?
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Conservation de l'energie: Un artifice?



  1. #1
    invite76543456789
    Invité

    Conservation de l'energie: Un artifice?


    ------

    Bonjour,
    J'aimerai bien discuter un peu du concept d'energie, en particulier de sa signification physique, et surtout de sa conservation, car je me suis pas mal questionné dessus.
    Je commence a un niveau elementaire (mais sans doute il nous faudra parler d'autres choses plus sophistiqués en "chemin" comme par exemple le theoreme de noether).

    En mecanique classique considerons une masse ponctuelle m, qui se deplace dans un champ de gradient grad(F) (conservatif donc), suivant une trajectoire , on peut ecrire le postulat fondamental de la dynamique
    , en multipliant par et en intégrant, on obtient
    .

    Si l'on suppose F constant (i.e pas de force) on dit "super! on a une quantité conservée au cours du mouvement", c'est 1/2mV², et on s'empresse de nommer ca "energie cinétique", et l'energie cinétique est conservé lors d'un tel mouvement (rectiligne uniforme).

    Bien sur dans le cas de potentiels newtoniens, F n'est pas constant mais en "1/r", et on se dit, ben rajoutons a notre energie cinétique l'energie potentielle newtonienne, F, et encore une fois ca marche bien 1/2mV²+F est conservé a tout moment dans le mouvement.

    Bon, mais tres vite on peu aussi rajouter une force non conservative, un terme de frottement par exemple, qui sera un cham de vecteur stationnaire disons X .
    Les equations du mouvement deviennent
    , et de nouveau ou multiplie par la meme chose et on intègre, et ca donne


    La a priori notre energie n'est plus conservé, mais on dit, "oui, en fait le terme correspond au travail du champ de force X, et ce travail, c'est un opérateur exterieur qui doit le fournir, donc en fait l'energie gagnée (ou perdu) par ma particule, c'est l'operateur exterieur qui applique ce champ de force qui la perd" et la conservation de l'energie est sauve.

    Si j'ai presenté les choses de cette façon, c'est pour montrer que l'energie peut s'interpreter comme des quantités intégrales qui sont conservées au cours du mouvement (c'est encore plus flagrant avec le formalisme Hamiltonien), du coup on "crée" different types d'energies, en interpretant ses equations de conservation au cours du mouvement.

    Ici au debut on a besoin que d'une energie cinétique, ensuite il faut rajouter une energie potentielle pour garantir la conservation, et en dernier lieu on rajoute le travail, la aussi pour garantir la conservation.
    Tout ceci est bien sur parfaitment logique, mais cela soulève deux questions.

    1) Comment s'assurer que ces quantités intégrales ont bien une signification physique, comment etre assure d'etre "plus fatigué" (hum...) si l'on depense plus de mV². A priori on peut sur l'exemple ci dessus, constater que l'energie est juste une quantité conservée au cours du mouvement, mais on ne voit pas quel est sa "pertinence physique".

    2) Du coup qu'est ce qui nous empeche a ce titre là, de créer une nouvelle "sorte d'energie" des que l'on voit que sa conservation est violée. Je veux dire, sur l'exemple du frottement, on est obligé de "rajouter" une nouvelle sorte d'energie, le travail, pour "sauver" la conservation de l'energie. Dans ce cas là, la conservation de l'energie est qqch d'automatiquement assuré (puisque les termes manquant pour sa conservation seront de facto interprétés comme de l'energie), et ce qui change ce sont les differents type de quantité que l'on pourrait appeler energie.

    Bref, je ne sais pas ce que vous en pensez, mais personellement, ca m'a fait beaucoup reflechir sur ce que c'est au fond que l'energie, et sur comment on discrimine sur qu'est ce qui est de l'energie et qu'est ce qui n'en est pas, et sur la conservation de cette energie (ca pose des problemes de nature experimentaux, par exemple, sans "catalogue" de toutes les energies comment s'assurer par exemple si une experience viole la conservation de l'energie sachant que ce qui "manque" pourrait etre aussi de l'energie).

    Voila, voila.

    PS: Désolé du titre sensationnaliste, je voulais vous donner envie de lire un si long pavé

    -----
    Dernière modification par invite76543456789 ; 18/02/2012 à 19h08.

  2. #2
    phuphus

    Re : Conservation de l'energie: Un artifice?

    Bonsoir,

    ne prendrais-tu pas les choses à l'envers, notamment pour ce qui est des frottements ? On a commencé par constater qu'une énergie cinétique "perdue" était transformée en chaleur, et que tout cela se conservait.

    http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89n...27.C3.A9nergie

  3. #3
    doul11

    Re : Conservation de l'energie: Un artifice?

    Bonsoir,

    Je ne comprends pas trop mais des types d'énergies il y en a plusieurs et c'est la somme de toutes les énergies qui ce conserve, si tu considère que l'énergie mécanique tu arrive forcement a un paradoxe.
    La logique est une méthode systématique d’arriver en confiance à la mauvaise conclusion.

  4. #4
    invite76543456789
    Invité

    Re : Conservation de l'energie: Un artifice?

    Citation Envoyé par phuphus Voir le message
    Bonsoir,

    ne prendrais-tu pas les choses à l'envers, notamment pour ce qui est des frottements ? On a commencé par constater qu'une énergie cinétique "perdue" était transformée en chaleur, et que tout cela se conservait.

    http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89n...27.C3.A9nergie
    Non, je pense pas prendre les choses a l'envers (enfin peut etre pas dans l'ordre historique, mais ca ca m'interesse pas).
    Quand on a constaté que l'energie perdue par forttement etait perdue par transfert thermique sous forme chaleur, il a bien fallu définir ce qu'etait la chaleur, et on a bien pris soin de la defnir telle que la quantité d'energie mecanique perdue soit pile poil egal a l'energie echangée par transfert thermique.

    Donc ce serait juste une etape 4 (j'ai pas fait un traitement exhaustif dans mon message qui serait d'ailleurs impossible) je me suis contenté d'illustrer comment la conservation de l'energie etait a differente reprise garantie par notre choix de ce qu'on appelait energie (et ca s'applique aussi dans le cadre des transferts thermiques).

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    invited9b9018b

    Re : Conservation de l'energie: Un artifice?

    Je dirais que tant que l'on arrive à "remplir" notre "catalogue de toutes les énergies" pour expliquer le principe de conservation, il n'y a aucune raison de le remettre en cause; si on trouve une théorie en accord avec ce principe et nos observations, il n'y a pas a priori de raison de le rejeter ?
    La question est intéressante...

  7. #6
    invite76543456789
    Invité

    Re : Conservation de l'energie: Un artifice?

    Citation Envoyé par lucas.gautheron Voir le message
    Je dirais que tant que l'on arrive à "remplir" notre "catalogue de toutes les énergies" pour expliquer le principe de conservation, il n'y a aucune raison de le remettre en cause; si on trouve une théorie en accord avec ce principe et nos observations, il n'y a pas a priori de raison de le rejeter ?
    La question est intéressante...
    C'est marrant ta formulation, parce qu'elle illustre precisement ce qui me "chatouille", on modifie notre catalogue d'energie pour s'assurer la conservation (pile l'opposé d'un "inventaire" d'un point de vue methodologique).
    A priori je n'ai rien contre cette façon de faire, mais alors je m'interoge quand meme sur comment s'assurer de la pertinence physique et la coherence des differentes quantités que l'on nomme "Energie".
    De plus on peut donc dire que le principe de conservation ne sera jamais violé, puisque s'il l'etait, bah on appellerait l'ecart d'energie mesurée, "energie" et tadaaa.

  8. #7
    invite58a61433

    Re : Conservation de l'energie: Un artifice?

    Oui et non parce que tu ne construis pas aléatoirement des quantités pour conserver l'énergie, tu les construis en fonction de ce que tu observes sur les systèmes que tu considères. En particulier, si tu as pertes d'énergie par frottement tu pourrais dire la conservation de l'énergie est violé, oui mais en réalité tu observes que ce phénomène s'accompagne (par exemple) d'une augmentation de la température de l'atmosphère au contact de laquelle ton système à perdu l'énergie par frottement. Donc effectivement quand tu observes une perte d'énergie tu cherches à construire une quantité (relié à la température) qui expliquerait cette perte, cependant cette quantité doit être mesurable lors d'expérience. Il ne faut jamais perdre de vue que la physique ne se réduit jamais à des conventions mathématiques. Si on oublie le lien avec l'expérience alors effectivement ce que tu dis peut sembler choquant, mais il ne faut pas oublier que ces quantités sont ensuite (ou d'abord) reliées à des grandeurs mesurées (et c'est précisément là qu'est la "pertinence physique").
    Et d'ailleurs l'histoire de la construction des (différentes) énergies est ici bien plus intéressante que les maths associés (qui ne sont pour le coup, ici, que des trivialités).

  9. #8
    doul11

    Re : Conservation de l'energie: Un artifice?

    Citation Envoyé par MissPacMan Voir le message
    De plus on peut donc dire que le principe de conservation ne sera jamais violé, puisque s'il l'etait, bah on appellerait l'ecart d'energie mesurée, "energie" et tadaaa.
    Je ne vois pas ou est le problème ? ça a permis de faites des découvertes non ?

    De ce que je comprends de la physique actuellement ce principe n'est valable qu'a l'échelle classique :

    - en MQ si je fait une mesure sur un temps trop court il y a dispersion des valeurs de l'énergie, mais sur un temps long ou sur un grand nombre de particules l'énergie ce conserve en moyenne
    - en RG l'énergie totale de l'univers n'est pas définie, mais localement l'énergie ce conserve.
    La logique est une méthode systématique d’arriver en confiance à la mauvaise conclusion.

  10. #9
    invite76543456789
    Invité

    Re : Conservation de l'energie: Un artifice?

    Citation Envoyé par Magnétar Voir le message
    Oui et non parce que tu ne construis pas aléatoirement des quantités pour conserver l'énergie, tu les construis en fonction de ce que tu observes sur les systèmes que tu considères. En particulier, si tu as pertes d'énergie par frottement tu pourrais dire la conservation de l'énergie est violé, oui mais en réalité tu observes que ce phénomène s'accompagne (par exemple) d'une augmentation de la température de l'atmosphère au contact de laquelle ton système à perdu l'énergie par frottement. Donc effectivement quand tu observes une perte d'énergie tu cherches à construire une quantité (relié à la température) qui expliquerait cette perte, cependant cette quantité doit être mesurable lors d'expérience. Il ne faut jamais perdre de vue que la physique ne se réduit jamais à des conventions mathématiques. Si on oublie le lien avec l'expérience alors effectivement ce que tu dis peut sembler choquant, mais il ne faut pas oublier que ces quantités sont ensuite (ou d'abord) reliées à des grandeurs mesurées (et c'est précisément là qu'est la "pertinence physique").
    Et d'ailleurs l'histoire de la construction des (différentes) énergies est ici bien plus intéressante que les maths associés (qui ne sont pour le coup, ici, que des trivialités).
    Chuis bien d'accord qu'on accorde pas l'etiquette energie aléatoirement.
    Et justement, le truc c'est que l'energie (a ma conaissance) on la mesure jamais, on mesure des forces, des vitesses, des temperatures, que l'on relie ensuite a posteriori a l'energie.
    Apres chuis d'accord les maths ici sont elementaires, mais ils suffisent a illustrer mon propos.

  11. #10
    b@z66

    Re : Conservation de l'energie: Un artifice?

    Intéressantes observations. Effectivement, le concept de l'énergie à son origine antique était quelque chose de beaucoup plus ésotérique et floue que cela ne l'est aujourd'hui. Ce qui a vraiment sans doute été déterminant dans la façon de définir son interprétation moderne, c'est effectivement le principe même de la conservation(se remémorer Lavoisier) qui est un outil incroyablement puissant quand on y pense puisqu'il permet de prendre des raccourcis dans certains calculs qui seraient beaucoup plus compliqués sans. On le voit aussi par exemple en relativité avec la norme des quadrivecteurs. L'énergie est donc finalement plus un concept "mathématique" que vraiment "physique"(encore faut-il avoir une définition claire de ce qui est "physique") car on pourrait sans doute se passer de ce concept intermédiaire pour réaliser des modèles tout aussi fiables mais qui seraient, revers de la médaille, beaucoup moins intuitifs et facilement assimilables. Donc, pour moi, tu as tout à fait raison: la définition moderne de l'énergie est partie tout simplement de la recherche de généralisation d'un principe de conservation et on s'est juste arrangé, au fil des siècles, à toujours garder ce principe de conservation valide pour l'avoir à portée de main et ainsi l'utiliser le plus simplement du monde.
    Dernière modification par b@z66 ; 18/02/2012 à 20h43.
    La curiosité est un très beau défaut.

  12. #11
    invite58a61433

    Re : Conservation de l'energie: Un artifice?

    Ben en fait oui on ne mesure pas (directement) l'énergie, mais on ne mesure pas non plus directement les vitesses (une distance et une durée), les forces (un dynamomètre avec un ressort mesure une élongation que par la suite tu relieras à une force où de manière parfaitement équivalente à une énergie), les températures (d'ailleurs mesure-t-on directement quoi que ce soit ?). En réalité on a qu'un ensemble de relations entre grandeur, il y en a-t-il des plus primaires que d'autres ? Je dirais non, tout ce qui compte c'est les relations entre les grandeurs, pas les grandeurs elles-mêmes.

    Apres chuis d'accord les maths ici sont elementaires, mais ils suffisent a illustrer mon propos
    Je crois qu'on s'est mal compris, tout ce que je voulais dire c'est que les maths ne servent pas vraiment la compréhension du concept d'énergie (en fait à mon avis les maths ne deviennent vraiment utiles que quand ils deviennent non élémentaires mais bref c'est une autre question), c'est plutôt l'histoire de ce concept qui est éclairant de mon point de vue (la construction de la force vive et de l'énergie cinétique etc...).

    Pour en revenir à cette histoire de conservation, tu sais de la mécanique lagrangienne qu'un système symétrique sous translation temporelle possède une quantité conservée (que l'on appelle énergie), peut-être que tout ce que tu fais c'est essayer de construire cette quantité (ce que tu fais étape par étape).

  13. #12
    invite76543456789
    Invité

    Re : Conservation de l'energie: Un artifice?

    Citation Envoyé par Magnétar Voir le message


    Je crois qu'on s'est mal compris, tout ce que je voulais dire c'est que les maths ne servent pas vraiment la compréhension du concept d'énergie (en fait à mon avis les maths ne deviennent vraiment utiles que quand ils deviennent non élémentaires mais bref c'est une autre question), c'est plutôt l'histoire de ce concept qui est éclairant de mon point de vue (la construction de la force vive et de l'énergie cinétique etc...).

    Pour en revenir à cette histoire de conservation, tu sais de la mécanique lagrangienne qu'un système symétrique sous translation temporelle possède une quantité conservée (que l'on appelle énergie), peut-être que tout ce que tu fais c'est essayer de construire cette quantité (ce que tu fais étape par étape).
    Non mais j'essaye de rien trouver ni rien construire (ni mathématiquement ni physiquement) , tout ce que j'ecris est hyper classique. C'est plus un questionnement methodologique et interpretatif.
    Apres oui j'aurai directement pu presenter la chose sous le formalisme variationnel en utilisant l'hamiltonien, mais je ne l'ai pas fait pour 2 raisons.
    1) Je voulais rester elementaire, et ce que j'ai presenté dans mon premier message suffit a comprendre le fond du probleme.
    2) Dans la formulation hamiltonienne, le H est deja l'energie, donc ca suppose d'avoir deja la definition d'energie pour ecrire l'action. Finalement le theoreme de Noether lui aussi assure la conservation de l'energie, mais c'est justement parce qu'on dit que H est l'energie. Ou pour accentuer encore, le theoreme dfe Noether assure la conservation de qqch, qu'on a decidé d'appeler energie (tout comme on a decidé de l'appeler moment, pour une invariance par rotation) Mais je suis d'accord que le formaisme hamiltonien est fait pour ca, produire des intégrales premieres du mouvement.

    Pour le reste je suis quand meme pas tout a fait d'accord avec toi (mais je suis un matheux), pour moi c'est vraiment le fait que 1/2mV²+F dans mon laius soit une "intégrale premiere du mouvement" qui fait comprendre pourquoi c'est ce truc là qu'il est pertinent de definir comme energie.

  14. #13
    b@z66

    Re : Conservation de l'energie: Un artifice?

    Citation Envoyé par MissPacMan Voir le message
    Pour le reste je suis quand meme pas tout a fait d'accord avec toi (mais je suis un matheux), pour moi c'est vraiment le fait que 1/2mV²+F dans mon laius soit une "intégrale premiere du mouvement" qui fait comprendre pourquoi c'est ce truc là qu'il est pertinent de definir comme energie.
    Tout à fait d'accord. Personnellement, je ne sais pas à quel moment a été introduit le concept d'énergie dans la théorie de la dynamique(si celui qui l'a inventé était partie dans l'objectif de le découvrir ou l'a simplement découvert par hasard comme un fait remarquable dans la théorie finalisée) mais, ce dont je suis sûr, c'est que le concept a été gardé car il avait une utilité mathématique évidente en tant que grandeur conservée dans le temps.
    Dernière modification par b@z66 ; 18/02/2012 à 21h10.
    La curiosité est un très beau défaut.

  15. #14
    invite58a61433

    Re : Conservation de l'energie: Un artifice?

    Non mais j'essaye de rien trouver ni rien construire (ni mathématiquement ni physiquement) , tout ce que j'ecris est hyper classique.
    Non mais je ne veux pas dire toi dans le sens de "toi". Mais "toi" en tant que physicien tu essayes de construire la quantité associée à l'invariance par translation dans le temps (que je préfère voir dans le formalisme Lagrangien pour éviter l'écueil du point 2) ), et pour ce faire tu procèdes (toujours en tant que physicien) par essais, erreurs et corrections. Après oui si tu veux si on s'en tient aux maths alors effectivement le truc pertinent c'est 1/2mv²+F, mais dans ce cas là tu n'as plus de problème vu que de toute façon tout se réduit à de l'énergie cinétique et potentielle (les frottements ce n'est qu'un moyen d'intégrer des termes qui sont en faits des termes d'énergie potentielle beaucoup trop compliqués pour que l'on puisse en tenir compte de manière détaillée).

  16. #15
    invite6754323456711
    Invité

    Re : Conservation de l'energie: Un artifice?

    Citation Envoyé par doul11 Voir le message

    - en RG l'énergie totale de l'univers n'est pas définie, mais localement l'énergie ce conserve.
    Dans le cadre de la RG la notion d'énergie n'apparait univoque

    http://forums.futura-sciences.com/ph...ml#post1641344
    http://forums.futura-sciences.com/ph...ml#post1641564

    Patrick

  17. #16
    b@z66

    Re : Conservation de l'energie: Un artifice?

    Citation Envoyé par Magnétar Voir le message
    Non mais je ne veux pas dire toi dans le sens de "toi". Mais "toi" en tant que physicien tu essayes de construire la quantité associée à l'invariance par translation dans le temps (que je préfère voir dans le formalisme Lagrangien pour éviter l'écueil du point 2) ), et pour ce faire tu procèdes (toujours en tant que physicien) par essais, erreurs et corrections. Après oui si tu veux si on s'en tient aux maths alors effectivement le truc pertinent c'est 1/2mv²+F, mais dans ce cas là tu n'as plus de problème vu que de toute façon tout se réduit à de l'énergie cinétique et potentielle (les frottements ce n'est qu'un moyen d'intégrer des termes qui sont en faits des termes d'énergie potentielle beaucoup trop compliqués pour que l'on puisse en tenir compte de manière détaillée).
    J'aurais plutôt dit le contraire: c'est la détermination de l'énergie pour les forces non conservatives qui a permis de généraliser le concept d'énergie pour des forces conservatives, celui là ne s'interprétant, du coup, que comme un cas particulier. D'ailleurs, au lycée, on se fiche quand on commence à y aborder que les forces soit conservatives ou non.
    Dernière modification par b@z66 ; 18/02/2012 à 21h23.
    La curiosité est un très beau défaut.

  18. #17
    invite58a61433

    Re : Conservation de l'energie: Un artifice?

    Sauf que les forces non-conservatives ne sont que des forces "effectives". Ce ne sont pas une généralisation des forces conservatives, c'est une approximation.

  19. #18
    b@z66

    Re : Conservation de l'energie: Un artifice?

    Citation Envoyé par Magnétar Voir le message
    Sauf que les forces non-conservatives ne sont que des forces "effectives". Ce ne sont pas une généralisation des forces conservatives, c'est une approximation.
    Peut-être(j'y connais rien en thermodynamique) mais la façon dont on enseigne la MC au lycée montre bien que, dans cette théorie, l'on considère la conservation de l'énergie pour les forces conservatives comme un cas particulier de la conservation de l'énergie pour les forces non conservatives. Et même historiquement, en partant des travaux de newton, je serais prêt à parier que c'est le concept de travail qui a d'abord été utilisé avant celui d'énergie potentielle.
    Dernière modification par b@z66 ; 18/02/2012 à 21h47.
    La curiosité est un très beau défaut.

  20. #19
    triall

    Re : Conservation de l'energie: Un artifice?

    Bonsoir, pour moi c'est assez simple, on n'a besoin que d'une définition de l'énergie , c'est la somme des forces exercées sur un objet multipliée (produit scalaire) par le vecteur déplacement de cet objet .
    , ensuite l'énergie cinétique de rotation s'en déduit, l'énergie potentielle élastique d'un ressort , d'une masse que l'on a monté de la hauteur h ...La chaleur étant aussi une énergie cinétique ...
    En écrivant F=m.dv/dt on a de suite où v est la vitesse de l'objet au point L si sa vitesse est nulle au départ .
    Avec ça je n'ai plus de problème de conscience, on admet E=hv pour le photon et, "on est tranquille" non ?

    A noter, avec une belle symétrie, la quantité de mouvement ici .dt étant une vraie multiplication , c'est la force que l'on a donné à un objet multiplié par le temps d'application de cette force , on comprend ainsi que ce vecteur se conserve lors d'un choc de 2 objets par exemple, car le temps de contact est identique, ainsi que la force sur les 2 objets, à tout moment (opposée par action-réaction) .
    On a de suite aussi v étant la vitesse de l'objet qui a subit la force pendant un temps t , au temps t ...
    Energie, force par déplacement , quantité de mouvement force par temps... les 2 se conservent ...
    1max2mov

  21. #20
    phuphus

    Re : Conservation de l'energie: Un artifice?

    Bonsoir,

    Citation Envoyé par MissPacMan Voir le message
    Non, je pense pas prendre les choses a l'envers (enfin peut etre pas dans l'ordre historique, mais ca ca m'interesse pas).
    Quand on a constaté que l'energie perdue par forttement etait perdue par transfert thermique sous forme chaleur, il a bien fallu définir ce qu'etait la chaleur, et on a bien pris soin de la defnir telle que la quantité d'energie mecanique perdue soit pile poil egal a l'energie echangée par transfert thermique.
    Sous-entends-tu que la notion de chaleur a été découverte suite à ce constat ?
    Qui est ce mystérieux "on" ?

    Que l'on puisse construire des calculs mathématiques sur des grandeurs mesurables, tels que la somme des résultats obtenus se conserve, est déjà suffisamment remarquable en soi pour que l'on ne suspecte pas un recalage ad hoc de nos formules.

    Prendre soin de respecter un principe dans un cadre restreint est facile, que la représentation ainsi construite se trouve confirmée tout au long des mesures et théories ultérieures montre la robustesse du concept. Lorsque l'équivalence entre énergie cinétique et chaleur a été statuée (et non pas construite de toutes pièces comme tu sembles le penser), nous n'avions pas encore découvert que la chaleur n'était que de l'agitation thermique. Lorsque nous sommes allés plus loin sur cette histoire d'agitation thermique (degrés de liberté, etc.), cette équivalence n'a été que confirmée. Encore maintenant, dans un cristal, les phonons permettent de remonter un cran en amont sur la capacité thermique, et l'on confirme encore. Si vraiment nous avions "pris soin de la définir telle que la quantité d'energie mecanique perdue soit pile poil egal a l'energie echangée par transfert thermique", la conservation de l'énergie n'aurait pas tenu si longtemps face aux attaques de toutes parts dont elle a fait l'objet.

  22. #21
    b@z66

    Re : Conservation de l'energie: Un artifice?

    Citation Envoyé par phuphus Voir le message
    Que l'on puisse construire des calculs mathématiques sur des grandeurs mesurables, tels que la somme des résultats obtenus se conserve, est déjà suffisamment remarquable en soi pour que l'on ne suspecte pas un recalage ad hoc de nos formules.
    Tout dépend de si ce recalage est une généralisation ou non de la théorie de départ. Par exemple, la MC peut-être considérée comme un cas particulier dans le cadre de la relativité et c'est bien le fait que la MC n'était en l’occurrence pas assez robuste qui a conduit à une théorie plus globale. Dans le cas de la chaleur, comme le mécanisme microscopique était mal connue à l'époque, la généralisation du concept de conservation d'énergie à l'énergie thermique n'a sans doute, en effet, pas remis en question ce principe tel que défini jusqu'alors tout simplement parce qu'il suffisait d'étudier la correspondance entre l'énergie mécanique et ses effets sur la température(transfert, réversibilité) pour se douter que ce principe pouvait se maintenir. Après, le fait que la MC soit ou non suffisante pour expliquer les échanges thermiques de manière suffisamment fine, rien ne pouvait le prévoir mais cela n'aurait de toute façon pas interdit une généralisation de niveau supérieur.
    Dernière modification par b@z66 ; 18/02/2012 à 23h41.
    La curiosité est un très beau défaut.

  23. #22
    invitef17c7c8d

    Re : Conservation de l'energie: Un artifice?

    La conservation de l'énergie n'est pas la question.
    La question véritable est la répartition de l'énergie dans un système.
    Et là deux processus antagonistes s'affrontent: Minimisation de l'énergie et équipartition de l'énergie.
    Si le système est complexe, c'est l'équipartition qui semble dominer.
    Si le système est simple, c'est la minimisation qui semble dominer.

    Il doit exister un principe unificateur de la minimisation et de l'équipartition de l'énergie, mais non encore découvert.

  24. #23
    invite58a61433

    Re : Conservation de l'energie: Un artifice?

    Peut-être(j'y connais rien en thermodynamique) mais la façon dont on enseigne la MC au lycée montre bien que, dans cette théorie, l'on considère la conservation de l'énergie pour les forces conservatives comme un cas particulier de la conservation de l'énergie pour les forces non conservatives. Et même historiquement, en partant des travaux de newton, je serais prêt à parier que c'est le concept de travail qui a d'abord été utilisé avant celui d'énergie potentielle.
    on est plus ou moins d'accord pour le point de vue (c'est d'ailleurs ce que je disait dans mes messages précédents, le point de vue historique et phénomènologique est bien plus intéressant et illuminant) mais MissPacman s'intéresse aux maths, or si l'on se place dans un cadre mathématique (hors d'une pratique réaliste de la physique), alors il n'y a que des énergies potentielles rien d'autre. Le reste n'étant que des techniques de modélisation/approximation de phénomènes que l'on ne détaille pas (les frottements se résument à de l'interaction électrostatique, et donc décrit dans les détails par une énergie potentielle).

  25. #24
    Moinsdewatt

    Re : Conservation de l'energie: Un artifice?

    Citation Envoyé par MissPacMan Voir le message
    Bonjour,
    J'aimerai bien discuter un peu du concept d'energie, en particulier de sa signification physique, et surtout de sa conservation, car je me suis pas mal questionné dessus.

    .................

    Bref, je ne sais pas ce que vous en pensez, mais personellement, ca m'a fait beaucoup reflechir sur ce que c'est au fond que l'energie, et sur comment on discrimine sur qu'est ce qui est de l'energie et qu'est ce qui n'en est pas, et sur la conservation de cette energie (ca pose des problemes de nature experimentaux, par exemple, sans "catalogue" de toutes les energies comment s'assurer par exemple si une experience viole la conservation de l'energie sachant que ce qui "manque" pourrait etre aussi de l'energie).

    Voila, voila.

    PS: Désolé du titre sensationnaliste, je voulais vous donner envie de lire un si long pavé
    Vu que ca fait plus de 150 ans que nos théories marchent bien avec la conservation de l' énergie (y compris des trucs aussi complexes que la bombe atomique et les centrales nukes, ou une sonde autour de la Lune) vos interrogations sont un peu inutiles.

    Et si vous avez une nouvelle théorie à proposer, c' est à vous de trouver une expérience appuyant votre théorie nouvelle.
    Le reste n' est que bavardage.

  26. #25
    invite231234
    Invité

    Re : Conservation de l'energie: Un artifice?

    Moins de Watt, il n'est pas idiot de s'interroger sur ce qu'on nomme familièrement l'énergie, ça fera peut-être plus de Watt !

  27. #26
    invite60be3959

    Re : Conservation de l'energie: Un artifice?

    Bonjour,

    Citation Envoyé par Moinsdewatt Voir le message
    .
    Le reste n' est que bavardage.
    C'est un peu le principe d'un forum en fait!

  28. #27
    invite7399a8aa

    Re : Conservation de l'energie: Un artifice?

    Citation Envoyé par MissPacMan Voir le message
    Bonjour,
    J'aimerai bien discuter un peu du concept d'energie, en particulier de sa signification physique, et surtout de sa conservation, car je me suis pas mal questionné dessus.
    Bonjour,

    Personne ne sait vraiment ce qu'est l'énergie, une possibilité d'étude est d'en étudier sa propagation sous toutes ses formes, ensuite par similitude chercher à mettre en avant un modèle satisfaisant.

    Cordialement


    Ludwig

  29. #28
    b@z66

    Re : Conservation de l'energie: Un artifice?

    Citation Envoyé par Ludwig Voir le message
    Bonjour,

    Personne ne sait vraiment ce qu'est l'énergie...
    Cordialement

    Ludwig
    Et surtout pas les physiciens, finalement. Il vaut mieux laisser cette question aux mystiques qui s'interrogent sur la nature de la force, énergie, éther et compagnie... L'énergie, comme beaucoup de concepts en physique moderne, sont des abstractions humaines sensées servir à faire des modèles plus simples de notre univers. En soi, MissPcman a raison dans le sens où l'énergie n'est effectivement qu'un artifice mathématique qui nous sert avant tout, à nous, dans des modèles qui sont eux-même mathématiques. Ce qui est plus remarquable, il me semble, c'est qu'historiquement on est arrivé dès le départ à une définition générale de l'énergie en MC qui a permis d'englober tout un tas d'autres énergies qui sont venues se greffer en constatant que le principe de conservation se maintenait. Il ne faut sans doute pas chercher plus loin l'explication à cela que dans le fait que la MC était déjà dès son introduction une théorie énormément générale dans laquelle d'autres domaines ont pu venir s'intégrer. Cette définition a ensuite vécue jusqu'au vingtième siècle jusqu'à la découverte de l'équivalence masse-énergie qui a obliger à réintroduire de manière ad-hoc une nouvelle définition de l'énergie qui généralisait l'ancienne.
    Dernière modification par b@z66 ; 19/02/2012 à 12h15.
    La curiosité est un très beau défaut.

  30. #29
    invite6754323456711
    Invité

    Re : Conservation de l'energie: Un artifice?

    Citation Envoyé par Ludwig Voir le message
    Personne ne sait vraiment ce qu'est l'énergie, une possibilité d'étude est d'en étudier sa propagation sous toutes ses formes, ensuite par similitude chercher à mettre en avant un modèle satisfaisant.
    Il peut être instructif d'étudier d'un point de vue historique l'élaboration du concept d'énergie et les principes physiques fondamentaux associés à ce concept. Il semble plus lié à une notion de changement état qu'a une notion de "trajectoire".

    Patrick
    Dernière modification par invite6754323456711 ; 19/02/2012 à 12h30.

  31. #30
    jacquolintégrateur

    Re : Conservation de l'energie: Un artifice?

    Cittion de ù100fil:
    Dans le cadre de la RG la notion d'énergie n'apparait univoque
    Bonjour

    Faut-il lire "n'apparait pas univoque" ou "apparait univoque"? Je pense que c'est la première forme que tu as voulu mettre. La conservation de l'énergie est une conséquence de l'invariance par translation suivant le temps, via le théorème d'Emilie Noether. Ceci n'est pas vallable en RG puisque, en raison du caractère non euclidien de l'espace-temps, il n'y a pas de translation. Cependant, les équations du champ d'Einstein ont été écrites de manière à ce que le tenseur du premier membre (Rik-1/2Rgik) ait une divergence nulle. On en déduit classiquement des relations de conservation de l'énergie-impulsion mais, en ajoutant, au tenseur d'énergie-impulsion matériel, les "tik" censés correspondre à l'énergie du champ de gravitation, lesquels n'ont pas le caractère tensoriel. Ceci est incurable car c'est une conséquence du principe d'équivallence. On peut tout de même, obtenir des relations de conservation non ambigues, à condition de choisir un référentiel euclidien à l'infini (pour les transformations de Lorentz, les tik se comportent comme les composantes d'un tenseur). Rapellons, encore, que la définition des "composantes d'énergie-impulsion du champ de gravitation" (les tik, par exemple) n'est pas unique mais que les diverses expressions ne diffèrent que par des termes de "divergence nulle" qui disparaissent par intégration. Rapellons, aussi, que la "conjecture d'Einstein", affirmant le caractère définie positive de la densité d'énergie du champ de gravitation, a été démontrée (péniblement!! en utilisant un théorème sur les extrema) il y a seulement quelques années.
    Cordialement
    Ne jetez pas l’anathème : il peut servir !

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