Travail d'une force
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Travail d'une force



  1. #1
    invite5c4f17b2

    Travail d'une force


    ------

    Bonsoir
    J'aimerai savoir si ce que je dis sur le travail d'une force est correcte :
    Une force possède une énergie ! et lorsque le point d'application se déplace il y a une variation d'énergie appelé "travail" ! qui agit directement sur la vitesse !Cela peut etre un travail moteur ou résistant.
    mais pourquoi dit on que le travail est le produit scalaire du vecteur vitesse avec le déplacement élémentaire ? Y a t'il une démonstration ?

    Cordialement

    -----

  2. #2
    invite6ae36961

    Re : Travail d'une force

    Bonsoir.
    On ne peut pas dire qu'une force possède de l'énergie.
    Je dirais plutôt, en vulgarisant, que lorsqu'on a de l'énergie, on peut fournir un travail.
    En physique, le travail est un mode de conversion de l'énergie d'une forme en une autre.
    Quant à la définition d'un travail, elle n'a pas de démonstration ; on dit qu'une force travaille lorsque son point d'application se déplace et le travail fourni dépend de plusieurs facteurs : valeur de la force, longueur du déplacement et direction de la force par rapport à celle du déplacement ; la définition du travail élémentaire comme produit scalaire de la force (supposée constante lors du déplacement) par le vecteur déplacement élémentaire prend en compte tous ces paramètres.

    Bonne soirée.

  3. #3
    invite5c4f17b2

    Re : Travail d'une force

    merci!
    Mais juste vous dîtes que si on a de l'énergie on peut fournir un travail ! cela signifie également que si on fournit un travail alors on a de l'énergie ! Mais alors si une force travaille (c'est a dire si j'ai bien compris si son point d'application se déplace), cela veut quand même dire qu'elle possède une énergie ??

  4. #4
    invite6ae36961

    Re : Travail d'une force

    Bonjour.
    Je continue à penser qu'il n'est pas correct de dire qu'une force possède de l'énergie...

    L'énergie se définit pour un système mécanique dans un état donné.
    On peut, par exemple, dire qu'un solide de masse m placé dans un champ de pesanteur de valeur g possède une énergie potentielle de pesanteur qui dépend de son altitude z.
    Cette énergie potentielle de pesanteur diminuera si le solide perd de l'altitude ; au cours de cette évolution l'énergie cinétique du solide augmentera s'il n'y a pas de frottement ; au cours de cette même évolution les forces de pesanteur effectueront un travail.
    La variation d'énergie cinétique, le travail du poids et, au signe près, la variation d'énergie potentielle de pesanteur ont même valeur.

    Mon propos précédent "si on a de l'énergie on peut fournir un travail" est un peu trivial je vous l'accorde, mais le votre "si une force travaille elle possède une énergie" est incorrect ; je dirai, quant à moi : si une force travaille, l'énergie du système auquel elle est appliquée varie.

    Bonne lecture et à bientôt.

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    albanxiii
    Modérateur

    Re : Travail d'une force

    Bonjour,

    Citation Envoyé par norien Voir le message
    Je continue à penser qu'il n'est pas correct de dire qu'une force possède de l'énergie...
    Au cas où quelqu'un en douterais, je suis absolument d'accord avec vous. Dire qu'une force possède de l'énergie n'a aucun sens.
    Par contre, une force peut, sous certaines conditions, fournir du travail. Et ce travail peut lui même être transformé en énergie, éventuellement et là encore, sous certaines conditions.

    @+
    Not only is it not right, it's not even wrong!

  7. #6
    invite14cee04b

    Re : Travail d'une force

    Bonjour,
    tout à fait d'accord sur le principe qu'une force n'est pas de l'énergie.
    En effet, une force toute seule n'engendre rien ! (du moins aucun travail).
    Pour que l'on ai affaire à un travail, il faut que je point d'application de cette force se déplace.
    Prenons un exemple avec l'énergie cinétique (bien qu'il existe un nombre important de type d'énergie).
    Le système est un objet de masse m immobile initialement dans un référentiel galiléen (pour faire simple).
    Si il est immobile, c'est qu'il ne possède pas d'énergie cinétique (elle est nulle). Par contre, si l'on applique une force sur cet objet, il va accélérer selon la deuxième loi de Newton (). Par conséquent, sa vitesse augmente.
    Or l'équivalence de l'énergie cinétique est la suivante
    Donc l'énergie cinétique augmente.
    Globalement l'énergie du système augmente. Mais étant donné que l'objet a accéléré, il a parcouru une certaine distance.
    Donc le point d'application a bougé !
    CQFD

    Blender82

  8. #7
    invite6d6573fa

    Re : Travail d'une force

    Bonjour,

    je suis perplexe par rapport à la phrase : "Et ce travail peut lui même être transformé en énergie, éventuellement et là encore, sous certaines conditions." (message de Albanxiii) Disons qu'elle éveille ma curiosité de comprendre complètement cette notion de travail/mode de transfert d'énergie...
    Pourriez-vous me donner un (ou plusieurs) exemple dans lequel un travail ne serait pas transformé en énergie (j'ai tendance à considérer qu'un travail résistant dissipe l'énergie du système et à ce titre apporte une énergie négative) ?

    Merci d'avance pour votre/vos réponse(s)

  9. #8
    antek

    Re : Travail d'une force

    En mécanique, travail et énergie sont synonymes.

  10. #9
    calculair

    Re : Travail d'une force

    Un point

    Une force qui ne se déplace pas ne fait apparaitre aucune energie. Exemple : un poids posé sur le sol appuis sur le sol avec une force = au poids , mais il n'y a aucune energie.
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)

  11. #10
    Rachilou

    Re : Travail d'une force

    Citation Envoyé par calculair Voir le message
    Un point

    Une force qui ne se déplace pas ne fait apparaitre aucune energie. Exemple : un poids posé sur le sol appuis sur le sol avec une force = au poids , mais il n'y a aucune energie.

    Bonjour,

    Si tu pousses un mur de toute tes forces, tu vas nécessairement dégager de l'énergie, donc tu fais apparaitre de l'énergie.

    Lorsqu'une fusée allume ses réacteurs, elle pourrait très bien rester en équilibre statique sans produire de travail "mécanique". Pourtant tu fais apparaitre beaucoup d'énergie.

    Il faut bien spécifier, que c 'est la résultante de toutes les forces "non nulle" agissant sur un système via son point d 'application qui peut produire un travail mécanique.

    Il faut aussi dire que dans certains cas, il est possible de produire l'équivalent d'un travail ( faire monter une masse d'une hauteur h : si c'est perçu comme un travail) avec une force résultante nulle.
    La science n'est pas une collection de lois, mais une création libre de l'esprit humain

  12. #11
    invitef29758b5

    Re : Travail d'une force

    Salut

    Citation Envoyé par Rachilou Voir le message
    Il faut bien spécifier, que c 'est la résultante de toutes les forces "non nulle"
    Pourquoi "non nulle" ?
    En quoi l' ajout de termes nuls modifie quelque chose au résultat ?

    Citation Envoyé par Rachilou Voir le message
    Il faut aussi dire que dans certains cas, il est possible de produire l'équivalent d'un travail avec une force résultante nulle.
    Quels "certains cas ?

  13. #12
    Rachilou

    Re : Travail d'une force

    Pourquoi "non nulle" ?
    Je veux dire la résultante qui ne doit pas être nulle et pas les forces elles mêmes.
    Si la résultante de toutes les forces qui s'applique sur un point d'application est nulle, alors on tombe sur le principe d'inertie.


    Quels "certains cas ?
    Je voulais dire qu'il était possible de faire monter ou descendre une masse (faire varier son énergie potentielle) sans produire de travail, en prenant en considération que la résultante des forces qui s'applique sur la masse est nulle.
    La science n'est pas une collection de lois, mais une création libre de l'esprit humain

  14. #13
    invitef29758b5

    Re : Travail d'une force

    Citation Envoyé par Rachilou Voir le message
    Je voulais dire qu'il était possible de faire monter ou descendre une masse (faire varier son énergie potentielle) sans produire de travail
    Impossible .
    Le travail du poids ne peut pas être nul si le déplacement a une composante vertical (monter/descendre)

  15. #14
    antek

    Re : Travail d'une force

    Citation Envoyé par Rachilou Voir le message
    Si tu pousses un mur de toute tes forces, tu vas nécessairement dégager de l'énergie, donc tu fais apparaitre de l'énergie.
    Tu confonds le travail effectué par la force, et l'énergie que consomme le mécanisme qui produit cette force.

  16. #15
    Rachilou

    Re : Travail d'une force

    Citation Envoyé par Dynamix Voir le message
    Impossible .
    Le travail du poids ne peut pas être nul si le déplacement a une composante vertical (monter/descendre)

    Si la somme des forces appliquée à la masse est nulle, la première loi de newton d'applique .
    Quelle monte ou qu'elle descende ! non ?
    La science n'est pas une collection de lois, mais une création libre de l'esprit humain

  17. #16
    Rachilou

    Re : Travail d'une force

    Citation Envoyé par antek Voir le message
    Tu confonds le travail effectué par la force, et l'énergie que consomme le mécanisme qui produit cette force.
    Je ne confond rien.
    J'ai jamais dis ce que tu es en train d'affirmer?
    Il ne faut pas interpréter des propos au delà de leurs significations ou les sortir de leur contexte.
    Relis bien ce que j ai écrit.
    La science n'est pas une collection de lois, mais une création libre de l'esprit humain

  18. #17
    invitef29758b5

    Re : Travail d'une force

    Citation Envoyé par Rachilou Voir le message
    Si la somme des forces appliquée à la masse est nulle, la première loi de newton d'applique .
    Quelle monte ou qu'elle descende ! non ?
    Non , la deuxième .
    La première n' est pas un cas particulier (statique) de la deuxième .

    Ce qui ne change rien au problème : le travail du poids ne dépend pas de la résultante (du torseur statique).

  19. #18
    jacknicklaus

    Re : Travail d'une force

    Citation Envoyé par Rachilou Voir le message
    Je voulais dire qu'il était possible de faire monter ou descendre une masse (faire varier son énergie potentielle) sans produire de travail.
    Non, en aucun cas.
    There are more things in heaven and earth, Horatio, Than are dreamt of in your philosophy.

  20. #19
    calculair

    Re : Travail d'une force

    bonjour

    je pense qu'il faut revenir aux définitions le travail = au produit scalaire du vecteur force par le vecteur déplacement.


    Ainsi une fusée sur son pad de tir avec ces réacteurs en marche mais qui reste immobile développe un travail nul... Ce n'est pas le cas pour les gaz d'éjection de la tuyère ou d'autres éléments de la machine

    Un poids qui se déplace horizontalement sans frottement dépensé un travail nul. C'est le cas ou le vecteur force est perpendiculaire au déplacement

    Par contre si le poids modifie son altitude alors il y a un travail..

    Dans certain cas pour créer une force , le dispositif qui crée cette force consomme de l'énergie, mais la force crée elle ne travaille pas forcément ,notamment si elle ne déplace pas.
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)

  21. #20
    Rachilou

    Re : Travail d'une force

    Citation Envoyé par jacknicklaus Voir le message
    Non, en aucun cas.

    Je voulais prendre l'exemple d'un piston dans un cylindre dans lequel le vide est fait.
    Le piston ayant de l'inertie lors d'une impulsion initiale, si son poids est aussi égal à la pression atmosphérique (donc forces égales et opposées) , on se retrouve avec un travail nul.
    La science n'est pas une collection de lois, mais une création libre de l'esprit humain

  22. #21
    stefjm

    Re : Travail d'une force

    Citation Envoyé par Rachilou Voir le message
    Je voulais dire qu'il était possible de faire monter ou descendre une masse (faire varier son énergie potentielle) sans produire de travail, en prenant en considération que la résultante des forces qui s'applique sur la masse est nulle.
    Par exemple un ascenseur à vitesse constante.
    Le travail du poids n'est pas nul.
    Le travail de la force qui retient la cabine n'est pas nul.

    La somme des deux travaux est nulle parce que la somme des forces est nulle.
    donc vitesse constante, pas de variation d'énergie cinétique.

    Le travail du poids est donc fourni ou consommé par celui du câble.

    (Autre façon de dire ce que Antek dit.)
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  23. #22
    yvon l

    Re : Travail d'une force

    Bonjour,
    Le travail est la manifestation mécanique d'une transformation d'énergie .
    Cette manifestation (travail) apparaît sous forme d'une force qui se déplace dans une direction ou une composante de cette force agit.
    Cette notion de travail dépend du système considéré. Si je considère par exemple un système oscillant composé d'un ressort et d'une masse sans perte, l'ensemble oscillant a pour le monde extérieur une énergie constante bien définie. Pour le monde extérieur au système, celui-ci ne travaille pas, car il ne transfère pas d'énergie avec lui. (sauf si perte sous forme de chaleur). Par contre si je considère le système oscillant lui-même il y a des transferts d'énergie en permanence (cinétique > potentielle) avec apparition de forces qui se déplacent.
    Si on considère un ensemble de molécules à une certaine température, et isolé du monde extérieur, l'agitation moléculaire se comporte comme des systèmes oscillants (donc avec force et déplacement). Les molécules subissent donc un travail individuel. Par contre on peut dire que l'ensemble ne travaille pas, mais contient de l'énergie (la somme de chacune des énergies des molécules). Cette énergie s'appelle chaleur.

  24. #23
    viiksu

    Re : Travail d'une force

    Citation Envoyé par Rachilou Voir le message
    Si tu pousses un mur de toute tes forces, tu vas nécessairement dégager de l'énergie, donc tu fais apparaitre de l'énergie.
    C'est ce que j'ai du mal à comprendre: je pousse un mur rien ne bouge pourtant je dépense une énergie métabolique folle où va-t'elle?
    Quoi Dieu n'existerait pas? Mais alors j'aurais payé ma moquette beaucoup trop cher (WA).

  25. #24
    antek

    Re : Travail d'une force

    Citation Envoyé par viiksu Voir le message
    C'est ce que j'ai du mal à comprendre: je pousse un mur rien ne bouge pourtant je dépense une énergie métabolique folle où va-t'elle?
    Elle finit dans les excréments et les urines.

  26. #25
    viiksu

    Re : Travail d'une force

    même pas vrai même pas drôle.
    Quoi Dieu n'existerait pas? Mais alors j'aurais payé ma moquette beaucoup trop cher (WA).

  27. #26
    Rachilou

    Re : Travail d'une force

    Citation Envoyé par viiksu Voir le message
    C'est ce que j'ai du mal à comprendre: je pousse un mur rien ne bouge pourtant je dépense une énergie métabolique folle où va-t'elle?

    https://fr.wikipedia.org/wiki/Thermodynamique


    Tu peux voir l'homme comme une machine qui dégage de l'énergie...et pouvant produire un travail au sens physique du terme et pas au sens économique.
    Dernière modification par Rachilou ; 30/01/2018 à 16h47.
    La science n'est pas une collection de lois, mais une création libre de l'esprit humain

  28. #27
    stefjm

    Re : Travail d'une force

    Citation Envoyé par viiksu Voir le message
    C'est ce que j'ai du mal à comprendre: je pousse un mur rien ne bouge pourtant je dépense une énergie métabolique folle où va-t'elle?
    Dans l'environnement sous forme de chaleur.
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  29. #28
    mortevielle

    Re : Travail d'une force

    Peut être votre colonne vertébrale s'est un peu tassée. Si vous suspendez un poid à une corde, la corde s'allonge un peu se qui crée la force d'action réaction. Mais pour la corde, ca ne demande pas d'energie de rester ainsi, à contrario de nous qui demandons de l'energie pour contracter nos muscles. Notons qu'une force d'action réaction peut exister si je laisse tomber une pomme, sans que rien ne se contracte ou dilate. Dans ce cas la on peut vraisemblablement associer une énergie à cette force, et comme toutes les forces dérives des forces fondamentales, je ne trouve pas si choquant d'associer une énergie à une force.

  30. #29
    viiksu

    Re : Travail d'une force

    Bon supposons une force orthogonale au déplacement si je me rappelle mes cours de collège, le travail est nul pourtant il faut quand même de l'énergie pour exercer la force. L'exemple typique est celui du bateau une partie de la force du vent peut être décomposée en une fraction orthogonale au mouvement et compensée par la quille donc le travail est nul.
    Quoi Dieu n'existerait pas? Mais alors j'aurais payé ma moquette beaucoup trop cher (WA).

  31. #30
    antek

    Re : Travail d'une force

    Citation Envoyé par viiksu Voir le message
    L'exemple typique est celui du bateau une partie de la force du vent peut être décomposée en une fraction orthogonale au mouvement et compensée par la quille donc le travail est nul.
    C'est la totalité de la force exercée sur les voiles qui peut être décomposée.
    Mauvais exemple, le travail n'est pas nul puisque le bateau se déplace aussi "orthogonalement" (dérive).

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