Bille propulsée par des aimants: considérations énergétiques

[khyla]

Bonjour,

Je suis récemment tombé sur une vidéo ou quelqu'un s'amuse à construire une rampe rectiligne avec des aimants sur les bords. La personne place alors une bille sur l'extrémité de la rampe, etcette bille est alors propulsée à l'autre bout de la rampe grâce aux champs magnétiques créés par ces aimants.
Ma question: d'ou vient l'énergie cinétique de la bille? Comme le dit si bien le premier principe de la thermodynamique, cette énergie cinétique vient forcément de quelque part... oui mais de ou? Est-ce de l'énergie qui a été prise aux aimants? Ou bien est-ce juste une énergie magnétique potentielle de la bille qui a été convertie en énergie cinétique? (je ne vous cache pas que mes coursde physique remonte à un moment, je ne sais plus si les forces magnétiques sont conservatives)

Merci pour votre aide
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[invite07941352]

Bonjour,
Voyez ici : http://forums.futura-sciences.com/ph...ml#post4811882
Je pense que vous parlez de la même chose ?

[khyla]

Entre autre, mais plus généralement prenons un exemple simple: je pose une bille sur le sol, je place un aimant à coter de cette bille: la bille va alors rouler vers l'aimant. De l’énergie a donc été transmise à la bille, énergie transmise qui a été convertie sous forme d'énergie cinétique. Mais d'ou vient cette énergie? quelle source a transféré son énergie à la bille? est-ce l'aimant ou est-ce la bille qui possède un autre type d'énergie qui a tout simplement été convertie en énergie cinétique?

Merci

PS: j'ai mis en pièce jointe le premier montage auquel je pensais, je me suis permis de le reprendre sur l'autre topic

[f6bes]

Bjr à toi,
Ton lien indique que la bille a une polarité "Nord", ! Question: y a forcément une polarité " Sud" sur la bille, donc comment peut elle avancer !!
Ou ta bille est AIMANTEE ( pole Nord et pole Sud)et ça bloque au prmeir aimant ou c'est un vulgaire bout de métal ferreux et elle se fait attirer et " bloquer" que le pole des aimants
soient " sud " ou " nord".

A+

[A voir en vidéo sur Futura]

[khyla]

Bonjour
Dans mon cas il s'agit d'une simple bille métallique. Mais revenons simplement le cas avec juste un aimant placé à coté d'une bille métallique:

Je pose un aimant. Je pose par la suite une bille à coté de l'aimant. La bille roule et se colle à l'aimant. Et ma question est:
Quelle énergie a été convertie en énergie cinétique lors de ce mouvement? d'ou vient l'énergie qui a été nécessaire au mouvement? de l'aimant?

Merci

[fabang]

Je tiens une pierre dans la main, je la lâche, la pierre tombe et se colle parterre et ma question est:
Quelle énergie a été convertie en énergie cinétique lors de ce mouvement? d'ou vient l'énergie qui a été nécessaire au mouvement? de la terre?

[khyla]

Ba si on fait le parellele, si tu lâches une pierre l’énergie potentielle de pesanteur est convertie en énergie cinétique si je me souviens bien? Qu'en est-il dans le cas de la bille attirée par l'aimant? Pour info c'est justement ce parallele qui m'a amené à cette question. Je cherche juste à comprendre

[vincent66]

Bonsoir,
Plus fort encore, je place une bille d'acier sur une surface horizontale et approche doucement un aimant permanent à la verticale... soudain miracle, la bille décolle et vient se plaquer sur mon aimant...
Je n'ai jamais vraiment cherché à expliquer ceci en termes de quantité d'énergie mais dois avouer être aussi un peu perplexe...

[Syst.]

Bonsoir,

C'est l'énergie potentielle magnétique qui a été converti en énergie cinétique dans le cas de la bille de fer avec l'aimant.

Cordialement

[fabang]

En fait l'énergie potentielle c'est l'énergie que possède un corps dans un champ de force.
Les atomes de ta bille et de ton aimant interagissent entre eux depuis toujours, comme la pierre et la terre. Il a bien fallu aller chercher la pierre et la déplacer ce qui représente des échanges d'énergie. Le raisonnement le plus simple pour comprendre l'énergie potentielle, c'est de partir de l'état final.
Prenons la pierre posée au sol, si on la prend et qu'on la soulève, on a aucune difficulté à comprendre et calculer l'énergie potentielle qu'on lui apporte, et qu'elle va restituée quand on va la lâcher à nouveau. C'est exactement la même chose avec la bille et l'aimant. Quand tu décolles la bille de l'aimant et que tu l'éloignes de l'aimant, tu restitues l'énergie potentielle à la bille, et cette énergie sera à nouveau libérée quand tu relâcheras la bille.

[khyla]

Bonsoir,

Merci à vous, c'est donc bien la bille qui est munie d'une énergie potentielle magnétique, je comprends mieux maintenant.

Cordialement

[phuphus]

Bonsoir,

on peut aussi voir les choses d'une autre manière. L'aimant possède une énergie magnétique, et lors du déplacement de la bille une partie de cette énergie est transmise à l'air environnant et l'autre à la bille. La perte d'énergie magnétique dans l'aimant correspond exactement à la somme de l'énergie magnétique acquise par l'air et l'énergie cinétique acquise par la bille.

[LPFR]

Bonjour.
L'énergie due au champ magnétique d'un aimant se trouve un peu dans l'aimant et surtout dans l'espace qui l'entoure.
La densité volumique d'énergie due à un champ magnétique est:

B est le champ µo est la perméabilité du vide et µr la perméabilité relative du milieu.

Comme la perméabilité relative du fer est beaucoup plus grande que celle de l'air, si on remplace une portion d'air par du fer, l'énergie potentielle de l'ensemble diminue. Donc on peut récupérer de l'énergie en rapprochant du fer d'un aimant. Et symétriquement, il faut fournir de l'énergie (= du travail) pour éloigner du fer d'un aimant. Car le champ d'un aimant est plus intense près que loin.
Si le champ est uniforme (rare), il n'y aura pas de force nette sur le fer.

On peut concevoir des dispositifs qui éjectent un objet. Mais ils ne feront pas plus qu'un simple ressort. On fournit de l'énergie qui est utilisée pour donner de l'énergie cinétique au projectile.
Au revoir.