Lisez attentivement et essayez de détecter le biais de raisonnement s'il y en a un
C'est l'histoire d'un (mauvais) savant fou qui construit le dispositif suivant : un mur solide, une énorme boule non élastique et une rampe ascendante. Avec un treuil électrique il remonte la boule le long de la pente, puis la lache. La boule s'écrase contre le mur en produisant un peu de chaleur. C'est un bon ingénieur, il réussit à récupérer un peu de cette chaleur et à la transformer en courant électrique.
A sa grande déception il ne récupère qu'une infime partie de l'énergie qu'il a dépensée pour faire tout ça. On est d'accord, il est fou.
Mais ce qui m'intéresse ce n'est pas sa déception mais le fait qu'il peut dire qu'il a récupéré par son dispositif, une partie de l'énergie qu'il a mise dans la boule (qui est de l'énergie cinétique juste avant le choc).
Ce n'est pas le mur qui a fourni la chaleur récoltée, c'est la boule. Tous d'accord ?
Maintenant on va remplacer le mur par une autre boule. Bon, au moment du choc une partie de la quantité de mouvement de la boule percutante se transfère dans la boule percutée, mais comme le choc n'est pas élastique une partie devient chaleur. Jusque là ça va ?
Maintenant plaçons-nous dans l'espace. Il n'y a que deux grosses boules, et une fusée qui remorque une des boules pour la faire prendre de la vitesse puis percuter l'autre. On peut toujours dire que l'énergie thermique récupérée provient de l'énergie dépensée par la fusée ?
Maintenant imaginons un observateur qui passe près de l'endroit du choc avec sa propre vitesse de croisière. Il observe 2 boules allant l'une vers l'autre, voit le choc, et détecte de l'énergie thermique. Il n'a aucun moyen, lui, de dire que cette énergie provient de la boule B plutôt que de la boule A. Pour lui les deux boules sont équivalentes.
La difficulté vient du fait qu'on ne peut pas dire que A est arrêtée et B en mouvement, puisque les vitesses sont relatives. Alors comment se sortir de l'impasse ?
Je connais une partie des réponses qui vont probablement surgir : la vitesse, donc l'énergie cinétique, c'est comme la position : elle dépend de l'observateur, c'est une propriété de l'objet au même titre que sa position, donc est relative. L'énergie propre reste inchangée. Donc dans notre histoire l'énergie libérée par le choc vient de la vitesse relative des deux boules...
Ce qui est contre-intuitif. Car je sais que c'est la boule B qui a été accélérée, pas l'autre. Donc je pourrais légitimement dire que toute l'énergie libérée au moment du choc c'est moi qui l'ai apportée, et stockée sous une forme ou une autre, dans la boule B. (quand je donne un coup de poing dans un punching-ball je sais que l'énergie libérée dans l'impact vient de mon bras, et pas du sac de sable).
Comment concilier ?
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Envoyé par curiossss 