Transfert d’énergie dans un système isolé.

[Deedee81]

Salut,

En lisant les derniers messages il me semble que l'on arrive à un consensus/compréhension.

Hé bé, l'aura fallu le temps. Sur de la mécanique classique les gars. Tout ça pour arriver à "F*d ne dépend pas du référentiel", franchement cela aurait pu être dit dans les tous premiers messages. Si cela avait été sur la théorie quantique des champs en espace-temps courbe, il aurait fallu 2000 messages.
(et désolé de ne pas avoir pu suivre de plus près. Manque de temps. La critique est facile quand on ne participe pas )
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[yvon l]

Pour qu'on puisse avancer un peu est qu'une définition du transfert comme "travail des forces intérieures" (celui qui apparait dans le théorème de l'énergie cinétique) peut convenir ?
Car ce travail est bien indépendant du référentiel.

Restrictif, car concerne uniquement les transferts de type mécanique, reste les transferts thermique, électrique, rayonnant ...
Ma petite astuce est que l'on peut définir pour un transfert,une puissance et je pense de ne pas dépendre d'un référentielle. Par exemple on parle de puissance de rayonnement, de puissance d'un flux d'énergie ...
Avec des enfants (fin primaire), pour expliquer l'énergie j'avais des icônes représentant les formes d'énergie et des icônes pour les transferts. Ces derniers avaient une flèche pour bien montrer la différence et signaler le sens du transfert.
En faisant la distinction entre énergie et sa propriété particulière qui est le transfert d'énergie on évite de dire par exemple que l'électricité est une énergie de transfert. Pour moi c'est une expression incorrecte.

[gts2]

N’oublie pas qu’un transfert mécanique correspond en mécanique au travail d’une force. On parle alors de distance, pas de vitesse. La distance entre 2 points en relativité newtonienne ne change pas avec le choix du référentiel.

Le travail d'une force fait intervenir la distance parcourue par le point d'application, ce n'est donc pas la distance entre deux objets à l'instant t indépendante du référentiel, mais entre un point M à l'instant t1 et le même point à l'instant t2 et cette distance est dépendante du référentiel.

[Deedee81]

et cette distance est dépendante du référentiel.

Oh misère je m'étais précipité là dans ma remarque. Pfffffff.....
Bien vu.

[yvon l]

Le travail d'une force fait intervenir la distance parcourue par le point d'application, ce n'est donc pas la distance entre deux objets à l'instant t indépendante du référentiel, mais entre un point M à l'instant t1 et le même point à l'instant t2 et cette distance est dépendante du référentiel.

Je comprends pas très bien. Peux-tu me donner un exemple chiffré Merci (en relativité newtonienne)

[yvon l]

Peut-être une réponse de relativiste newtonien?

Soit un système simple contenant une masse m soumis à une force constante, c’est le cas d’une masse dans le champ de la pesanteur. Cette force travaille et accélère constamment la masse.

Considérons 2 référentiels à une dimension colinéaire avec la force. A l’instant to le 1er référentiel voit une vitesse V1 et le 2e une vitesse V2. Les 2 référentiels ont donc une différence de vitesse V= V2-V1.
Considérons l’énergie du système pour chacun des 2 observateurs à l’instant to soit 1/2mV1² pour le premier et 1/2mv2² pour le second . La masse à la fois accélère et travaille. l’accélération est la même pour les 2 observateurs (mrua) et le champs de pesanteur fournit à la masse le même travail dans le même temps donc la même puissance. On n’a pas besoin de connaître les vitesses observées pour connaître la puissance du transfert. C’est une question de déplacement de masse et d’accélération.

Par contre je peux dire aussi que le premier référentiel voit un transfert au temps to égal à P1=F.V1 et le second référentiel voit P2=F.V2. Soit une puissance plus grande pour P2.
Pour lever le paradoxe, il faut se dire que pendant tout le transfert la vitesse accélère . Ce qui revient à dire que les 2 observateurs voient bien la même chose mais à des moments différents. Le premier observateur voit avec un retard ce que le second observateur voit.
On peut parler d’un transfert réel absolu, mais comme vu à des moments différents par les 2 observateurs.
On peut aussi se poser la question: comment passer d’une observation à l’autre sans que quelque part une accélération soit nécessaire?
Qu’en pensez vous ?

[gts2]

Je comprends pas très bien. Peux-tu me donner un exemple chiffré Merci (en relativité newtonienne)

L'exemple de @Geo77b, message #15 : A pousse une voiture à 1m/s sur 10 m (de t=0 à t=10s) avec une force de 100 N : travail 1000 J.
Un observateur dans un train à 10m/s circulant dans le même sens que A ; à t=0 A est à 0, à t=10 s A est à 90 m : travail 9000 J.

[gts2]

Soit un système simple contenant une masse m soumis ... champ de la pesanteur.
Considérons 2 référentiels à une dimension colinéaire avec la force. A l’instant to le 1er référentiel voit une vitesse V1 et le 2e une vitesse V2. Les 2 référentiels ont donc une différence de vitesse V= V2-V1.
Considérons l’énergie du système pour chacun des 2 observateurs à l’instant to soit 1/2mV1² pour le premier et 1/2mv2² pour le second . La masse à la fois accélère et travaille. l’accélération est la même pour les 2 observateurs (mrua) et le champs de pesanteur fournit à la masse le même travail dans le même temps donc la même puissance.

Non : le travail est le produit de la force par le déplacement, ici la force est la même mais pas le déplacement puisque pendant dt, la masse parcourt V1 dt dans le premier référentiel et V2 dt dans le deuxième.

[yvon l]

As-tu tout lu ?

[gts2]

Oui, j'ai tout lu, mais on est en mécanique newtonienne, donc les deux observateurs voit bien pour l'un V2 pour l'autre V1 au même moment.

Ou alors ce sont deux observateurs dans le même référentiel, mais n'observant pas au même instant, mais dans ce cas, en effet il n'y a pas de problème.

[yvon l]

L'exemple de @Geo77b, message #15 : A pousse une voiture à 1m/s sur 10 m (de t=0 à t=10s) avec une force de 100 N : travail 1000 J.
Un observateur dans un train à 10m/s circulant dans le même sens que A ; à t=0 A est à 0, à t=10 s A est à 90 m : travail 9000 J.

Regardes ma réponse à Geo77b en #30 (et aussi en #24)

[yvon l]

Oui, j'ai tout lu, mais on est en mécanique newtonienne, donc les deux observateurs voit bien pour l'un V2 pour l'autre V1 au même moment.

Ou alors ce sont deux observateurs dans le même référentiel, mais n'observant pas au même instant, mais dans ce cas, en effet il n'y a pas de problème.

Mais cela se complique si le transfert est en partie ou complètement dissipatif (de l'énergie est transféré hors du système)

[yvon l]

Le travail d'une force fait intervenir la distance parcourue par le point d'application, ce n'est donc pas la distance entre deux objets à l'instant t indépendante du référentiel, mais entre un point M à l'instant t1 et le même point à l'instant t2 et cette distance est dépendante du référentiel.

Bonjour,

Si je continue l'exemple de la masse dans le champ de pesanteur g (qui est l'exemple pour moi le plus simple).
Si l'objet est la masse d'un pendule, quand le pendule passe de la hauteur maximale à la hauteur minimale, soit une différence de hauteur h, le transfert,champ-masse est mgh et cela quel que soit le référentiel qui l'observe. Retour à la case départ du caractère absolu d'un transfert . Difficile de faire un transfert de quelque chose vers rien, même si ce quelque chose est une simple masse.

[gts2]

Regardes ma réponse à Geo77b en #30 (et aussi en #24)

"Le bon sens serait de dire que la distance parcourue par le gars est de 10m point c’est tout."
Le bon sens est dans le référentiel lié à la terre, sinon dans tous les autres référentiels il ne parcourt pas 10m.

"Si maintenant tu veux analyser cela du point de relativité newtonienne."
C'est toi qui l'a demandé dans le premier post :
"En d’autres termes la puissance P(t) du transfert dans le système dépend-il du référentiel galiléen."

Autrement dit on ne peut définir un transfert comme le travail d'une force si l'on veut que cela soit indépendant du référentiel. Il en faut une deuxième, opposée, de manière à ce que le -FVt compense le +FVt.
C'est pour cela que j'avais proposé le travail des forces internes, mais ce n'est as une bonne proposition.
Dans le cas présent, si on veut la "fatigue" du bonhomme, il faut calculer le travail total effectué par celui-ci, donc y compris la force de contact avec la chaussée, et la "fatigue" est bien indépendante du référentiel.

[gts2]

Si l'objet est la masse d'un pendule, quand le pendule passe de la hauteur maximale à la hauteur minimale, soit une différence de hauteur h, le transfert champ-masse est mgh et cela quel que soit le référentiel qui l'observe.

Un petit dessin valant mieux qu'un long discours, voilà la hauteur h₂ que parcourt le pendule dans le champ de pesanteur vu par l'observateur 2.



Dans le référentiel (2), le théorème de l'énergie cinétique fonctionne avec variation de Ep=mgh₂.
Le moyen de s'en sortir ici est de tenir compte de la source du champ.

[yvon l]

C'est pour cela que j'avais proposé le travail des forces internes, mais ce n'est as une bonne proposition.
Dans le cas présent, si on veut la "fatigue" du bonhomme, il faut calculer le travail total effectué par celui-ci, donc y compris la force de contact avec la chaussée, et la "fatigue" est bien indépendante du référentiel.

Dans mon exemple #43, la force mg n'est pas nécessairement conservative. (en pratique elle ne l'est pas complètement).De toute façon cela ne change rien pour les conclusions. (le cas du gars qui se fatigue n'est pas pédagogiquement un bon exemple: trop compliqué en soi)

[gts2]

Un petit dessin valant mieux qu'un long discours, voilà la hauteur h₂ que parcourt le pendule dans le champ de pesanteur vu par l'observateur 2.

A trop vouloir simplifier et à représenter deux référentiels sur le même schéma, je m'étais emmêlé les pinceaux.
Ci-dessous, cela devrait être mieux.

referentiel1.png

refrentiel2g.png

[yvon l]

Un petit dessin valant mieux qu'un long discours, voilà la hauteur h₂ que parcourt le pendule dans le champ de pesanteur vu par l'observateur 2.

Dans le référentiel (2), le théorème de l'énergie cinétique fonctionne avec variation de Ep=mgh₂.
Le moyen de s'en sortir ici est de tenir compte de la source du champ.

J'attends la validation.
Mais pour moi le transfert concerne les objets terre (via son champ de gravitation) et la masse. Le référentiel quel qu'il soit n'a rien à y voir (sauf peut-être pour introduire de la confusion)
Les seul référentiels qui décrivent la réalité est celui qui voit le centre de masse fixe, donc en pratique ici la terre. (je ne vais pas parler du cas ou la force est non conservative, ce qui ferait que le centre de masse ne serait plus dans l'absolu galiléen)

[yvon l]

EDIT: Pas eu le temps de corriger les dernières phrases

[gts2]

Mais pour moi le transfert concerne les objets terre (via son champ de gravitation) et la masse.

Cest ce que je dis dans le post #45, il ne faut pas considérer l'Ep de la masse dans le champ de pesanteur, mais l'Ep du système masse-Terre.

Le référentiel quel qu'il soit n'a rien à y voir (sauf peut-être pour introduire de la confusion)

Mais c'est vous qui dès le premier post parlait de dépendance par rapport au référentiel.
Si ce n'est pas le cas, on arrête de parler de référentiel.

[yvon l]

Cest ce que je dis dans le post #45, il ne faut pas considérer l'Ep de la masse dans le champ de pesanteur, mais l'Ep du système masse-Terre.

Bien, mais je tenait à monter que, d'une façon général, le transfert est toujours une opération au moins entre 2 éléments, et c'est cela qui lui attribue un caractère d'absolu.

Mais c'est vous qui dès le premier post parlait de dépendance par rapport au référentiel. 2
Si ce n'est pas le cas, on arrête de parler de référentiel.

Mon interrogation était le caractère absolu ou non du transfert. J'attendais, pour faire mon opinion, un exemple simple et concret qui me prouverait que le transfert a un caractère relatif. Les arguments avancés pour le caractère relatif ne m'ont pas encore convaincu.
C'est en relisant un vieux post où on considérait un avion qui se posait sur un dirigeable puis repartait pour se poser sur terre. L'éminent rédacteur du poste en venait à calculer le premier transfert en ce référent à la différence de vitesse entre l'avion et dirigeable (ce qui est faux). et de conclure qu'il y avait un problème. C'était, comme souvent un problème de référentiel qui induisait un raisonnement faux.

[chris28000]

le transfert d'énergie , celà a un nom: c'est le travail d'une(s) force(s), et çà s'applique à tout: chaleur, rayonnement, mécanique etc.....
le travail d'une force, quand la circulation de la force se fait par rapport au repère barycentrique d'un systeme, modifie l'énergie interne du systeme.
quand la circulation de la force se fait par rapport à un repére galliléen "exterieur", elle modifie l'énergie macroscopique du systeme par rapport à ce repère.

[gts2]

Un exemple simple et concret qui me prouverait que le transfert a un caractère relatif. Les arguments avancés pour le caractère relatif ne m'ont pas encore convaincu.

Le problème réside dans le fait que vous n'avez exactement défini ce que vous appelez transfert (ou que l'on n'a pas clairement compris ce que ...) et donc nos réponses tombent peut-être à côté.

Par exemple : un travail est clairement défini (c'est le produit scalaire d'une force par un déplacement), on peut l'utiliser (par exemple dans le théorème de l'énergie cinétique) ; il faudrait qqch d'équivalent pour le transfert.

[chris28000]

le transfert d'énergie , celà a un nom: c'est le travail d'une(s) force(s), et çà s'applique à tout: chaleur, rayonnement, mécanique etc.....
le travail d'une force, quand la circulation de la force se fait par rapport au repère barycentrique d'un systeme, modifie l'énergie interne du systeme.
quand la circulation de la force se fait par rapport à un repére galliléen "exterieur", elle modifie l'énergie macroscopique du systeme par rapport à ce repère.

je voulais dire force exterieure au systeme

[yvon l]

Le problème réside dans le fait que vous n'avez exactement défini ce que vous appelez transfert (ou que l'on n'a pas clairement compris ce que ...) et donc nos réponses tombent peut-être à côté.

Je pense que j'ai précisé au cours des échanges,sans ambiguïté, ce qu'on entend par transfert, je ne pourrais que me répéter

Par exemple : un travail est clairement défini (c'est le produit scalaire d'une force par un déplacement), on peut l'utiliser (par exemple dans le théorème de l'énergie cinétique) ; il faudrait qqch d'équivalent pour le transfert.

Oui, plus précisément, pour moi, le travail est une manifestation de l’interaction entre 2 éléments qui échangent de l'énergie. Cette interaction se manifeste par ce qu'on appelle une force quand celle-ci se déplace (composante de la force dans la direction). Assimiler un travail à de l'énergie est alors un peu abusif (sauf pour dire qu'elle est la valeur transférée).

[gts2]

Assimiler un travail à de l'énergie est alors un peu abusif (sauf pour dire qu'elle est la valeur transférée).

Cela c'est clair, voir n'importe quelle introduction à la thermo, c'est même à peu près admis et compris par la majorité, ce qui est encore loin d'être le cas pour le deuxième transfert (tiens !) qui est la chaleur.

[stefjm]

avec E(0) qui dépend du référentiel.
Le transfert d'énergie de puissance P(t) me parait bien indépendant du référentiel.
Non?

[yvon l]

avec E(0) qui dépend du référentiel.
Le transfert d'énergie de puissance P(t) me parait bien indépendant du référentiel.
Non?

Ben oui, pour moi aucun problème... reste si le transfert est réactif (puissance moyenne=0) ou pas....

[gts2]

Un exemple de E(t) et de P(t) ?

[yvon l]

Un exemple de E(t) et de P(t) ?

Quand j’allume ma lampe de 100W pendant 20s j'ai transférer du réseau une énergie de 2000J.
Plus exactement, par une série de transferts, en partant d'une source d'énergie j'ai transférer (prélever à la source ) une énergie de 2000J.