Gravité mouvement et énergie ?

[tytyron]

Salut à tous,

Je cherche une explication à une question bête/simple/conne ???

La gravité met en mouvement les corps (il s'attire à priori) hors pour mettre en mouvement un corps il faut de l'énergie non ?

Il doit y avoir un truc un peu bête qui m'échappe ... Si vous pouvez éclairer ma lanterne ou me donner un lien.

Merci d'avance

Tyty

[mach3]

La notion clé est l'énergie potentielle de gravitation.

m@ch3

[tytyron]

Merci pour cette première réponse, je comprend le principe de la gravitation mais je me demande comment on explique que quand on place un corps dans un champ gravitationnel (ou un objet métallique dans un champ magnétique) celui-ci se met en mouvement sans qu'il n'y ai au moins en apparence de dépense d'énergie ?

[pm42]

Merci pour cette première réponse, je comprend le principe de la gravitation mais je me demande comment on explique que quand on place un corps dans un champ gravitationnel (ou un objet métallique dans un champ magnétique) celui-ci se met en mouvement sans qu'il n'y ai au moins en apparence de dépense d'énergie ?

Parce qu'il a déjà cette énergie : c'est son énergie potentielle. Quand il descend dans le champs gravitationnel, il transforme son énergie potentielle en énergie cinétique et le bilan est nul.

[A voir en vidéo sur Futura]

[tytyron]

J'entend bien qu'un champ (magnétique ou gravitationnel) génère une énergie potentiel sur un objet mais j'ai du mal à y trouver là un accord avec la première loi de la thermo (rien ne se créé rien ne se perd ...) De ce que je lit je dois faire une confusion entre les notion de Force et d'énergie.

[invite7a0a8d2e]

J'entend bien qu'un champ (magnétique ou gravitationnel) génère une énergie potentiel sur un objet mais j'ai du mal à y trouver là un accord avec la première loi de la thermo (rien ne se créé rien ne se perd ...) De ce que je lit je dois faire une confusion entre les notion de Force et d'énergie.

Mais rien ne se perd...
Lorsqu'une masse est accélérée sous l'effet de la pesanteur, s'il n'y avait pas la masse qui l'attire, sur son chemin, elle serait attirée ensuite en sens contraire, amenant la masse à transformer sa vitesse en énergie potentielle.
Et rebelotte, elle reviendrait en sens inverse etc.
Match null donc si j'ose dire.
Sauf évidement que la masse ne se trouverait pas au même endroit, mais là je n'ai pas de réponse clair à vous fournir pour expliquer cette "translation" à dépense énergétique nulle.

Là où vous dites qu'il y a perte, c'est le cas particulier où les masses entrent en collision, avec éventuellement une immobilisation de la masse la plus petite sur la plus grande (cas de la Terre avec un objet de petite taille par exemple).
Dans ce cas de figure, il y a effectivement perte par transmission de l'énergie cinétique vers l'énergie cinétiques des particules composant les masses : Sans casse par exemple, il y a échauffement et ensuite perte de l'énergie cinétique par rayonnement électromagnétique vers l'espace (rayonnement du corps noir).

[tytyron]

J'entend bien la conservation de l'énergie potentiel en énergie cinétique et vice-versa.

Je vais essayé de contextualiser d'avantage ce qui m'intrigue. Si je place un objet A dans le champ gravitationnel d'un corps T beaucoup plus massif que lui, l'objet A va se mettre en mouvement du fait du champ de gravité. On est d'accord il a une énergie potentiel qui provient du champ de gravité. Il va certes se mettre en mouvement et convertir son énergie potentiel de pesanteur en énergie cinétique. Mais mon problème réside en amont.

D'où vient l'énergie potentiel apporter par le champ de gravité ? Du corps T à priori sauf que le corps T n'a subit aucune modification hors cela me semble contraire au loi de conservation de la thermodynamique.

Si je résume le corps T met en mouvement un objet A sans subir de modification aucune. Si je voulais aller plus loin je dirais que l'objet T est capable d'attirer l'objet A de manière infini ! et ce toujours sans subir d'altération !

Pour faire plus théorique je dirais que les forces d'attraction comme magnétique sont capables de mettre en mouvements des corps, hors pour moi qui dit mouvement dit énergie mais qu'il n'y a pas de changement apparent expliquant la provenance de cette énergie.

Finalement ma question pourrais peut-être se résumer ainsi, d'où vient l'énergie potentiel généré par un champ gravitationnel ou magnétique ?

[mach3]

D'où vient l'énergie potentiel apporter par le champ de gravité ? Du corps T à priori sauf que le corps T n'a subit aucune modification hors cela me semble contraire au loi de conservation de la thermodynamique.

Admettons que A était immobile à une distance arbitrairement grande de T. Pour amener A à une distance raisonnable de T (le placer dans son champ gravitationnel en quelque sorte, mais attention, ce champ étant d'une portée illimité, A est toujours dans le champ de T...), à une altitude h disons, mais qu'il soit toujours immobile, il faut abaisser son énergie mécanique (énergie cinétique toujours nulle, mais énergie potentielle plus faible), en pratique ça veut dire par exemple le pousser ponctuellement vers T (on communique un travail, l'énergie cinétique est augmentée, l'énergie potentielle n'est pas changée, l'énergie mécanique augmente) pour qu'il tombe vers lui en une durée raisonnable (l'énergie potentielle diminue au profit de l'énergie cinétique, l'énergie mécanique est constante), puis le freiner quand il arrive là où on veut (on récupère un travail, supérieur à celui fourni au départ, l'énergie cinétique est annulée, l'énergie potentielle cesse de diminuer, l'énergie mécanique subit une forte baisse).

Admettons à l'inverse que A était immobile sur le sol de T. Pour amener A à une certaine altitude h de T, mais qu'il soit toujours immobile, il faut augmenter son énergie mécanique (énergie cinétique toujours nulle, mais énergie potentielle plus élevée), en pratique ça veut dire par exemple le pousser ponctuellement vers le haut (on communique un travail, l'énergie cinétique est augmentée, l'énergie potentielle n'est pas changée, l'énergie mécanique augmente) juste ce qu'il faut pour qu'il monte jusqu'à l'altitude h (l'énergie potentielle augmente au détriment de l'énergie cinétique, l'énergie mécanique est constante), mais pas plus (l'énergie cinétique s'annule en h).

Au passage, ce qui compte pour l'énergie potentielle, ce sont les variations. L'énergie potentielle est définie à une constante près. On peut décider qu'elle est nulle à l'infini, elle est dans ce cas toujours négative et d'autant plus négative qu'on est proche de la surface d'un corps. On peut aussi décider qu'elle est nulle à la surface d'un corps, elle est dans ce cas positive à l'extérieure du corps et d'autant plus positive qu'on s'éloigne du corps.
Dire que l'énergie potentielle d'un corps est de 10J (par exemple), c'est en fait dire qu'elle est de 10J de plus que si le corps était à l'altitude de référence avec la même vitesse.

m@ch3

[phys4]

Finalement ma question pourrais peut-être se résumer ainsi, d'où vient l'énergie potentiel généré par un champ gravitationnel ou magnétique ?

Pour le champ magnétique la réponse est très simple :
L'énergie provient de la création du champ, pour le champ magnétique l'énergie est localisée dans l'espace, et l'approche d'un objet modifie le champ et l'énergie totale autour des objets magnétiques. Il est possible de démonter que les modifications d'énergie correspondantes bien à l'intégrale de l'énergie magnétique autour des objets.
Pour le champ de gravitation c'est plus complique, car l' énergie n'est pas localisée, dans votre exemple, l'énergie potentielle n'est pas une propriété du corps T seulement, mais de l'ensemble des deux corps en interaction.

[coussin]

Pour la gravitation, ça ne vient de nulle part c'est intrinsèque. C'est la masse de la Terre.

Pour le magnétisme, ça dépend si l'on parle d'aimants naturels ou artificiels. Certaines roches sont magnétiques naturellement. Je ne suis pas géologue, je ne saurais en dire plus sur la formation de ces roches (dans ce contexte, votre question pourrait tout aussi bien être d'où provient l'énergie chimique d'une nappe de pétrole que l'on utilise ensuite dans les moteurs de nos voitures...)
In fine, ce sont des conditions de températures et/ou de pression lors de la formation de ces roches que provient l'énergie (c'est bizarre de formuler ça colle ça mais bon...)

Pour les aimants artificiels, lors de la fabrication de ces aimants ils sont à un moment donné soumis à un champ magnétique intense justement pour les magnétiser. On peut dire que c'est à ce moment que l'on emmagasine de l'énergie magnétique dans ceux-ci.

[gts2]

Bonjour,

Je crois que vous consubstantialiser trop le concept d'énergie : dans le cas présent, l'énergie potentielle de pesanteur représente l'énergie qu'on est susceptible de récupérer (autrement dit votre deuxième paragraphe).

D'autre part, dans votre exemple, l'énergie potentielle est l'énergie potentielle d'interaction de T avec A. On ne peut l'attribuer à T seul.

Il n' y a aucun problème au niveau thermodynamique : l'énergie se conserve Ep+Ec=constante

[tytyron]

Merci pour vos réponses.

Je comprend mieux pour les champs magnétiques il est vrai qu'il faut de l'énergie pour générer un champ magnétique.

Pour ce qui est de la gravité je reste curieux. J'aimerais comprendre pourquoi 2 corps dans l'espace interagissent à travers la force gravitationnel. Cette interaction est caractérisé en énergie potentiel mais cette énergie les corps l’acquiert sans changement d'état apparent, ni changement de masse, de température ou autre donc cela me parait toujours contraire au loi de la thermo.

[gts2]

J'aimerais comprendre pourquoi 2 corps dans l'espace interagissent à travers la force gravitationnel.

Comme l'a dit Isaac Newton "Hypotheses non fingo", autrement dit c'est comme çà.

Cette interaction est caractérisé en énergie potentiel mais cette énergie les corps l’acquiert sans changement d'état apparent, ni changement de masse, de température ou autre donc cela me parait toujours contraire au loi de la thermo.

Pourriez-vous écrire une expression du premier principe avec une interaction gravitationnelle qui mettrait en cause le dit premier principe ?

Pour moi cela s'écrit , avec ici un système purement mécanique donc dU=0 et , ce qui donne , on retombe sur le théorème de l'énergie cinétique. Par définition de l'Ep, , soit , on retombe sur la conservation de l'énergie mécanique, je ne vois pas où est le problème.

[tytyron]

Si Isaac Newton a dit c'est comme ça j'imagine que j'ai assez peu de chance de comprendre mieux que lui

Je suis désolé mais mes cours de physiques sont un peut trop loin (en imaginant que mon niveau en physique ai un jours été suffisant) pour que j'arrive à poser une expression sur ce que j’essaie de comprendre.

En tout cas je vous remercie encore pour vos réponses.

[yvon l]

Merci pour vos réponses.

Je comprend mieux pour les champs magnétiques il est vrai qu'il faut de l'énergie pour générer un champ magnétique.

Pour ce qui est de la gravité je reste curieux. (..)

Bonjour,
Tu dois bien faire la distinction entre l'énergie et un transfert d'énergie.
Voila comment j'explique "la chose"
Tu considères par exemple l'énergie potentielle d'une masse comme la terre. Si tu extrais une partie de cette masse (une pierre), il te faut amener de l'énergie à cette pierre de masse M via un transfert d'énergie appelé travail pour l'amener à la hauteur h: T=Mgh. La pierre a alors acquit une énergie dite potentielle grâce à une énergie extérieur via un phénomène de transfert. C'est la gravitation (force que subit la masse :Mg) qui permet un tel type de transfert.

[invite7a0a8d2e]

A noter quand même, peut-être que c'est l'élément qui manque au raisonnement, qu'il existe une très grande quantité d'énergie disponible dans l'Univers (avec des zones plus ou moins "riches") formées suite au Big Bang.
Cette "création initiale" est donc je pense la réponse à la question du "pourquoi il existe de l'énergie disponible".