travail de la composante d'une force.

[Rachilou]

Bonjour,


Que veut dire le travail d'une force lorsque son point d'application se déplace.
Que doit donc prendre en compte ?


1) seulement la composante qui s'applique dans la direction ?

ou alors

2) la résultante qui s'applique dans la direction.



Je me pose toujours la question...pour moi ce n'est toujours pas claire.
J'ai besoin d'en discuter pour mieux comprendre où est mon erreur.

De mon point de vue, c'est toujours : 2) la résultante qui s'applique dans la direction, mais on m'a dit le contraire dans ce lien.

http://forums.futura-sciences.com/de...l-virtuel.html


Si vous me permettez, j'attends tout d'abord que certains d'entre vous m'en donnent leur définition ( au sens normalement de ce que s'est censé représenter pour eux).
Ensuite, j'exposerai plus explicitement ce qui prête à confusion dans ma tête.

En vous remerciant par avance...
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[invite6dffde4c]

Bonjour.
Je ne vois pas ce que vous entendez ici par "résultante". Pour moi, une "résultante" est le résultat d'additionner vectoriellement plusieurs forces.
Dans ce cas le travail est la composante de la résultante dans la direction du déplacement, multipliée par le déplacement.
Au revoir.

[Nicophil]

Bonsoir,

Prenons le déplacement d'un mobile. 2 groupes de forces vont s'opposer : 1) la force motrice 2) les forces de résistance au mouvement.
Après une brève phase où la force motrice a été supérieure (donc le mobile, initialement au repos, a accéléré), le mobile est déplacé à vitesse "de croisière" : vitesse constante, ce qui veut dire que la résultante (somme) des forces est nulle. Puis 3ème phase où il n'y a plus de force motrice : le mobile est décéléré par les forces de résistance, jusqu'au repos.

Eh bien, il y a travail de la force motrice ET travail des forces de résistance. Et en vitesse de croisière, la résultante des forces est nulle, la somme de leurs travaux est nulle mais il y a bien un travail fourni par la force motrice.

[Rachilou]

Bonjour.
Je ne vois pas ce que vous entendez ici par "résultante". Pour moi, une "résultante" est le résultat d'additionner vectoriellement plusieurs forces.
Dans ce cas le travail est la composante de la résultante dans la direction du déplacement, multipliée par le déplacement.
Au revoir.

Bonjour,

Merci pour votre réponse.
Je suis tout a fait d 'accord avec vous dans votre interprétation des choses.

Le problème alors se pose simplement. La force qui "produit" un travail ne peut se rapporter qu'à la composante de la résultante ( de toutes les forces qui agissent sur le point d'application) si celle-ci n 'est pas nulle.

J'avais soumis un exercice ludique ( voici le lien ) : http://forums.futura-sciences.com/sc...-denergie.html
Mais là personne n'a répondu à ce quoi j'attendais. J'avais déduit que quelque chose n'allait pas dans mon raisonnement.

Prenons l'exemple en question mais résumé :

- Une personne retient (immobile) un chariot disposé sur des rails avec la force (F1) des ses bras, car un vent fort (F2) souffle à l'opposé; on dira que les deux forces (F1) et (F2) sont colinéaires ( même direction) aux rails mais de sens opposées.

Donc si au repos ( par rapport à un référentiel ) on a (F1) = (F2) alors le travail est nul.
La résultante des forces est nulle

Mais voilà que la personne rajoute un excédent de force (F3) pour donner seulement une impulsion au chariot afin de le déplacer à une vitesse non nulle ( en ligne droite ) sur les rails et contre le vent (F2).
Une fois l'impulsion donnée, il supprime son excédent de force (F3), pour ne s'en tenir qu'a (F1) = (F2). On constate que la vitesse se stabilise.


Dans ce cas de figure on part du principe qu'aucune force de frottement supplémentaire ne doit être retenu lors du déplacement du chariot, car négligeable au point d'être ignorée.

Personnellement, j'avais déduis que le travail effectué sur le chariot, ne pouvait être égale qu'à l'énergie cinétique absorbée par le chariot lors de l'impulsion de la force F3 donnée)

Qu'en pensez vous.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Rachilou]

Bonjour,

Merci pour ta réponse, mais le problème ne se situait pas à ce niveau , bien que lié .


Ce que je voulais mettre en exergue, c'était que si deux forces F1 = F2 s'appliquaient (en opposition) sur un point alors que ce dit point se déplace ( est en mouvement) ; cela ne signifie pas qu'absolument il y ait un travail de force au bénéfice de la force qui s'oriente dans la direction du mouvement.

Par contre dans l'exemple classique que tu as développé, on comprend bien que F1 = F2 à un moment donné et qu'il y a du travail au bénéfice de la force qui s'oriente dans la direction du mouvement.

r.H

[Nicophil]

j'avais déduis que le travail effectué sur le chariot

LE travail?? mais tu viens juste d'écrire qu'il y avait plusieurs forces, donc plusieurs travaux !

[Nicophil]

cela ne signifie pas qu'absolument il y ait un travail de force au bénéfice de la force qui s'oriente dans la direction du mouvement.

Par contre dans l'exemple classique que tu as développé, on comprend bien que F1 = F2 à un moment donné et qu'il y a du travail au bénéfice de la force qui s'oriente dans la direction du mouvement.

Mais le travail d'une force ne bénéficie pas à cette force ! C'est sans doute là qu'est ton problème.

[Nicophil]

- Une personne retient (immobile) un chariot disposé sur des rails avec la force (F1) des ses bras, car un vent fort (F2) souffle à l'opposé; on dira que les deux forces (F1) et (F2) sont colinéaires ( même direction) aux rails mais de sens opposées.

Ha, j'ai compris ! C'est encore une fois une conception anthropomorphique du travail d'une force, erreur très répandue.

Le gars qui retient le chariot contre le vent exerce une force. Au bout d'une heure, il sera épuisé, "à bout de forces" (d'énergie en fait). Cette personne consomme de l'énergie, physiologiquement c'est vrai.

Mais au niveau des concepts de la mécanique classique, la force qu'il exerce ne travaille pas puisque son point d'application reste immobile.

Maintenant si, après une brève impulsion, on a le même équilibre Force du gars / Force du vent mais en déplacement uniforme à présent, le gars ne s'épuisera guère plus, par contre la force qu'il exerce travaillera proportionnellement à la distance parcourue.
-> Très peu de différence au niveau physiologique, même équilibre des forces, par contre le travail de la force qu'il exerce sur le chariot passe de 0 à F.d !

[Rachilou]

Ha, j'ai compris ! C'est encore une fois une conception anthropomorphique du travail d'une force, erreur très répandue.

Non cela n'a rien à voir. On peut remplacer la force des bras par un moteur de fusée; dans mon raisonnement ce sera la même chose.
Et on peut aussi remplacer le vent par un autre moteur de fusée...pour unifier les choses. Et mettre une fusée à la place du chariot.

par contre le travail de la force qu'il exerce sur le chariot passe de 0 à F.d !

Donc on prend la force F2 ( la poussée des bras de la personne) et cela nous donne : F2.d = W donc transfert d'énergie d'un système (énergie de la personne) à un autre.

Puisque qu'il y bien travail de force, alors où passe l'énergie transférée ? et sous quelle forme ?




Si je m' en tiens uniquement à la définition de LPFR : Et je suis catégoriquement en accord avec lui....

Pour moi, une "résultante" est le résultat d'additionner vectoriellement plusieurs forces.
Dans ce cas le travail est la composante de la résultante dans la direction du déplacement, multipliée par le déplacement.

Seule F3 donc est la composante de la résultante (de l'addition des forces F1+F2+F3) avec F3 pour excédent de la force des bras.
Objectivement pour moi : Le fait d'appliquer une force (F3) sur le chariot implique qu'elle va provoquer une accélération du chariot E(C), jusqu'à un nouvel équilibre avec la force du vent qui va augmenter ( frottement compris).
L'énergie de transfert ne se trouve que dans la force F3 uniquement d'où : W = F3.d
Lorsque la force F3 cesse d'agir, le chariot perd son énergie cinétique contre les frottements (du vent) jusqu'à un nouvel équilibre des forces de F1 et F2 qui replaceront le chariot dans une position d'équilibre statique.

En fait, LPFR m'a confirmé ce que j'attendais.
Sinon pour moi :

[Nicophil]

jusqu'à un nouvel équilibre des forces de F1 et F2 qui replaceront le chariot dans une position d'équilibre statique.

Ce n'est certainement pas un équilibre de forces qui freinera le chariot jusqu'au repos !

[Rachilou]

RE.

D'après toi donc, le chariot continu son déplacement sans s'arrêter.
Cela est vrai si on ne tient pas compte des forces de frottement ( qui s'oppose au déplacement du chariot);
Car F2 augmente en réaction de F3;

C 'est lorsque que F2 = F1 à nouveau, que le chariot sera immobilisé.

rH

[Nicophil]

" Le delta d'énergie cinétique est égal au "travail de la résultante" des forces. ", dis-tu ?
Cet énoncé n'est pas faux, tu n'as pas tort, mais c'est trompeur comme formulation.

D'après toi donc, le chariot continue son déplacement sans s'arrêter.
Car F2 augmente en réaction de F3;

C 'est lorsque que F2 = F1 à nouveau, que le chariot sera immobilisé.

Le chariot finira par s'arrêter, mais au bout d'une durée qui peut être très longue.
F2 augmente à cause de l'augmentation de la vitesse. Il vaudrait mieux un exemple où F2 reste constante : plus simple !

C'est seulement lorsqu'enfin le chariot se sera immobilisé que F2 = F1 à nouveau. Il y a toute la phase où F2 re-diminue (lentement?) en même temps que la vitesse. Et si la vitesse diminue, c'est bien que F2 > F1.


Attention : une force n'en annule pas une autre, elle l'équilibre.
Et les 2 forces travaillent (s'il y a déplacement du mobile).

Maintenant la question est : peut-on dire que le travail des forces décélatrices annule le travail de la force accélératrice ? Je réponds : non, il le consomme : le travail de la force motrice est consommé, non pas annulé.

[Nicophil]

Voilà où ça coinçait : Les forces sont et demeurent, même quand la résultante des forces est nulle !

Et le travail des forces du Mal n'annule pas le travail des forces du Bien : ce que le Mal peut anéantir, c'est le résultat d'un travail.
Mais leur travail, les forces du Bien l'ont bien accompli (elles ont irrémédiablement consommé de l'énergie).