Energie

[invitee0fd7aff]

Bonjour,
Alors voila, je lance une bille en l'air avec vitesse initiale qui sans frottement atteint une altitude de 5m. Or il y a des frottements et finalement elle atteint 4,8 mètres. Je dois faire le bilan d'energie et je ne comprends pas quelque chose. Il est dit aussi que le travail des forces de frottement se dissipe à moitié dans la bille et à moitié dans l'air. La correction dit que le travail des forces de frottements de l'air W=deltaE la variation d'energie Totale du systeme... Pourtant c'est faux, c'est juste la variation d'energie mecanique non? En effet cela revient a dire aue dans son ensemble le systeme a perdu 0,1J or il en recupere la moitié normalement... Un peu d'aide serait la bienvenue
Merci
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[Deedee81]

Salut,

La correction dit que le travail des forces de frottements de l'air W=deltaE la variation d'energie Totale du systeme... Pourtant c'est faux, c'est juste la variation d'energie mecanique non?

C'est juste imprécis. En effet, l'énergie totale = énergie cinétique + énergie potentielle + chaleur (due aux frottements). Mais en mécanique, on n'inclut généralement pas dans l'énergie totale cette énergie due à la chaleur.

Donc, oui, la variation d'énergie totale "mécanique" est 0.1 J (je n'ai pas vérifié le chiffre) = la différence d'énergie potentielle entre 4.8 et 5 mètres (la vitesse étant nulle dans les deux cas). Et la moitié va sous forme de chaleur dans la bille.

[invitee0fd7aff]

Oui mais dans l'exercice ils mettent bien W=deltaEc +deltaEpp + deltaU (energie interne) donc quelque chose ne va pas ici... Cela revient à ecrire que le systeme dans son ensemble perd 0,1J, or il n'en perd que 0,5 puisque |deltaU|=1/2|W|, non?

[invitee0fd7aff]

Bonjour,
Alors voila, je lance une bille en l'air avec vitesse initiale qui sans frottement atteint une altitude de 5m. Or il y a des frottements et finalement elle atteint 4,8 mètres. Je dois faire le bilan d'energie et je ne comprends pas quelque chose. Il est dit aussi que le travail des forces de frottement se dissipe à moitié dans la bille et à moitié dans l'air. La correction dit que le travail des forces de frottements de l'air W=deltaEm +deltaU (enrgie interne). Cela ne devrait il pas etre deltaE = W+ (1/2)|W| avec (1/2)|W| le transfert thermique qui s'effectue vers la bille?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Saint milliard, trois rédaction du message pour essayer de comprendre. Je renonce. Là il y a quelque chose qui m'échappe.

Reprenons.

Sans frottement, la variation d'énergie mécanique deltaEm entre 0 et 5m est exactement zéro puisque l'énergie se conserve (Ecin + Epot).

Avec frottement, la variation deltaEm n'est plus 0. C'est la partie de l'énergie dissipée par frottement. Cette variation est négative (énergie perdue par la bille).
L'énergie interne de la bille augmente de deltaU = la chaleur dissipée / 2

Donc, la différence, deltaEm + deltaU = -chaleur dissipée + chaleur dissipée/2 = -chaleur dissipée / 2, c'est la chaleur (avec un signe moins) dissipée dans l'air.

Soit, mais ça je n'appellerais pas ça "travail des forces de frottements". le travail des forces de frottement est l'énergie (négative) donnée par la variation de l'énergie mécanique. C'est juste deltaEm.

Il y a donc quelque chose qui ne va pas, ou une convention ou une dénomination qui m'échappe. Le mieux que tu aies à faire (à moins d'un autre avis ici) est peut-être de directement demander au professeur une explication. Désolé ne pas arriver à éclaircir ce mystère.

[invitee0fd7aff]

http://www.nathan.fr/upload/doccpg/1...f_corriges.pdf
Je ne sais pas si le lien marche mais c'est l'exercice 17.
J'ai peut etre mal interprété l'exercice et la correction... Merci en tout cas d'essayer de m'aider!

[invitee0fd7aff]

Si c'est bon ils disent bien Wair=deltaE donc ce qui revient a dire que c'est la moitié de l'energie issue du travail des frottements, on a donc bien deltaE=Wair sachant que l'energie interne a augmenté, c'est bien ca?
Merciiii

[Deedee81]

Merci pour le lien, c'est beaucoup plus clair.

Ils disent bien "travail des forces de frottement se dissipant dans l’air ambiant" (et plus loin "travail des forces de frottement se dissipant dans la bille") et pas "travail des forces de frottement" tout court. Subtilité !

Reprenons le message 5 jusqu'au point litigieux et je prolonge :

Sans frottement, la variation d'énergie mécanique deltaEm entre 0 et 5m est exactement zéro puisque l'énergie se conserve (Ecin + Epot).

Avec frottement, la variation deltaEm n'est plus 0. C'est la partie de l'énergie dissipée par frottement. Cette variation est négative (énergie perdue par la bille).
L'énergie interne de la bille augmente de deltaU = la chaleur dissipée / 2

Donc, la différence, deltaEm + deltaU = -chaleur dissipée + chaleur dissipée/2 = -chaleur dissipée / 2, c'est la chaleur (avec un signe moins) dissipée dans l'air.

Cette chaleur dissipée dans l'air est fournie par le travail des forces de frottements qui se dissipent dans l'air (ou dit autrement, la partie du travail des forces de frottements qui se dissipe dans l'air).

Donc, tout est ok.

J'espère qu'avec l'attention attirée sur cette subtilité de ".... qui se dissipent dans l'air" c'est plus clair.

[invitee0fd7aff]

Ce qui repond à ma derniere question, tout me semble ok! Oui j'ai confondu force de frottement de l'air et energie transmis a l'air sous forme de travail par les forces de frottements... En tout cas merci beaucoup! Bonne journee!

[invite9eac9c2f]

Voilà un bel exemple de système mal défini. Quand on commence à prendre en compte des effets dissipatifs il est toujours mieux de considérer un système isolé (ici la bille + l'air), on s'y retrouve alors plus facilement avec des termes de conversion interne d'énergie: dE = dW(ext)+dW(int).

Exemple flagrant: l'oeuf cru que l'on fait tourner sur une table et qui s'arrête beaucoup plus vite qu'un oeuf dur (raison = dWint)

[invitee0fd7aff]

Oui mais dans ce cas là l'energie totale de ton systeme n'evolue pas car les forces de frottements fournissent de l'energie sous forme thermique à l'air et à la bille... Tandis que si on prend en compte uniquement la bille il y a variation de l'energie totale du systeme

[invite9eac9c2f]

Oui mais dans ce cas là l'energie totale de ton systeme n'evolue pas

Certes et alors ? Cela n'empêche pas d'écrire la conversion interne d'énergie méca en effet Joule (frottements fluides) et cela évite de se compliquer la vie avec des répartitions 50-50 entre le fluide et la bille

[invitee0fd7aff]

Oui en effet enfin bref bonne journee!

[Deedee81]

Certes et alors ? Cela n'empêche pas d'écrire la conversion interne d'énergie méca en effet Joule (frottements fluides) et cela évite de se compliquer la vie avec des répartitions 50-50 entre le fluide et la bille

Parfois c'est utile de voir ce qui se passe dans chaque sous-système (dans le pdf c'était clair) mais je te l'accorde, ici, ils auraient pu faire plus simple.

[invitee0fd7aff]

Pourquoi peut on dire qu'un camion roulant a vitesse constante est un repere galileen?

[Deedee81]

Salut,

Pourquoi peut on dire qu'un camion roulant a vitesse constante est un repere galileen?

Un repère lié au sol est approximativement galiléen (il y a de petits écarts dû à la rotation terrestre, mais grosso modo c'est quand même un assez bon repère galiléen).

Et tout repère se déplaçant à vitesse constante par rapport à un autre repère galiléen est lui-même galiléen.

Tu peux le vérifier aisément. Dans un repère galiléen, la loi de Newton F=ma est valide. Après un changement de repère se déplaçant à vitesse constante v, les positions et vitesse sont modifiées, mais pas les accélérations puisque v est constant. Donc, la loi y est toujours valide.

Bonne fin de journée, à demain,

[invitee0fd7aff]

D'accord merci beaucoup!