Travail, énergie d'une force sans déplacement

[Le Ver Normand]

Bonjour,
On nous explique toujours que la force appliquée à un objet tenu à distance constante du sol se fait sans dépense d'énergie parce-que il n'y a pas de déplacement de l'objet donc pas de travail à fournir pour l'y maintenir.

On constate dans ce cas que l'objet est en équilibre avec la force de réaction du sol passant par les pieds.

Si on se place dans le cas ou le poids de l'objet n'est plus repris par le sol et que l'on veut maintenir cet équilibre comment fait on sans dépense d'énergie ?

Autrement dit on veut maintenir un objet immobile et en équilibre en lévitation comment calcule t on l'énergie nécessaire ?

Merci.
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[gts2]

Bonjour,

La lévitation ne consomme pas en soi d'énergie.
Par exemple la lévitation d'un supraconducteur ou d'un diamagnétique dans le champ d'un aimant ne consomme rien.
Si on utilise un électroaimant, cela consomme à cause de l'effet Joule dans les bobines, ce n'est pas la lévitation elle-même qui est en cause.

[ThM55]

Ce n'est pas forcément sans dépense d'énergie. Il peut y avoir une dépense d'énergie dans les muscles. Ce qu'on dit c'est qu'en maintenant un objet à hauteur constante, on n'exerce aucun travail sur cet objet. L'énergie mécanique de l'objet qui est tenu n'est donc pas augmentée.

Pour la question, si par exemple je suspend l'objet à un drone à hauteur constante, immobile, je n'exerce aucun travail sur cet objet, son énergie reste constante. Par contre avec les hélices du drone, je mets en mouvement de l'air pour créer la force compensant la pesanteur, donc de l'énergie est dépensée (depuis la batterie).

[Le Ver Normand]

Merci pour votre réponse.
Je pense que vous n'avez pas bien lu ma question, quand je parle de lévitation c'est comme je le dis sans la réaction du sol.

La lévitation par un aimant se fait sans dépense d'énergie car le poids de l'objet est rapporté sur l'aimant. Faites l'expérience avec un aimant posé sur une balance puis ajoutez un objet en lévitation et vous verrez la somme des 2.

Pour être plus clair comment calculer l'énergie nécessaire pour maintenir en équilibre en lévitation un alunisseur dans le champ de gravitation

[A voir en vidéo sur Futura]

[gts2]

Pour être plus clair comment calculer l'énergie nécessaire pour maintenir en équilibre en lévitation un alunisseur dans le champ de gravitation

Il faudrait être plus précis sur votre question : comme vous le dites vous-même cela peut se faire sans dépense d'énergie.
S'il y a dépense d'énergie (comme dans l'exemple de @ThM55), on pourra calculer une puissance : on peut calculer par ex. la puissance d'un hélicoptère en régime stationnaire.

[ThM55]

D'accord avec gts2. Je ne comprends plus vos questions. Si c'est un alunisseur comme le LEM d'Apollo, on utilise un moteur fusée (en fait c'est d'une puissance qu'on doit parler, puisque l'énergie nécessaire pour maintenir l'alunisseur immobile dépend du temps). La théorie des fusées donne une formule bien connue pour la poussée qui fait intervenir la vitesse d'éjection, le débit massique, etc (voir https://fr.wikipedia.org/wiki/Pouss%C3%A9e ). Mais dans ce cas on dépense de l'énergie, puisqu'il faut donner une vitesse au gaz à la sortie de la tuyère.

[Bounoume]

Citation Envoyé par Le Ver Normand Voir le message
Pour être plus clair comment calculer l'énergie nécessaire pour maintenir en équilibre en lévitation un alunisseur dans le champ de gravitation

question mal posée....
rectification:
quelle énergie doit-on dépenser pour produire une force suffisante pour s'opposer à la force de pesanteur exercée par le champ de gravitation sur l'alunisseur?
réponses :
si tu plantes un très très très long et grand poteau vertical dans la régolite lunaire, il suffira d'accrocher l'alunisseur au poteau (par une grosse ficelle!). La ficelle exercera la force de réaction suffisante pour soutenir l'alunisseur! et l'énergie dépensée sera nulle....
SI il y avait une atmosphère sur la Lune, un ballon captif pourrait soutenir l'alunisseur.... l'énergie fournie par la corde de soutien serait nulle (puisque le point d'application de la force ne se déplacerait pas...) mais y a pas d'atmosphère....

malheureusement tout ça est très farfelu.... et le moyen ordinaire pour produire la dite force, c'est celui donné par gts3......
et pour produire cette force (qui, en l'occurrence de ton alunisseur en vol immobile, ne transmet aucun travail [assimilé grossièrement ici à une
énergie] ), et là le système de moteur-fusée demande de l'énergie pour accélérer les gaz éjectés......

après, si tu veux pinailler, tu peux t'intéresser à l'énergie cinétique des gaz, à l'énergie thermique qui produit les gaz chauds, à l'énergie chimique/thermodynamique à l'origine..... etc.....
ou simplement chercher dans les publications quelle configuration de moteur-fusée est susceptible de produire la dite force de stabilisation ... et ce que consommerait un tel moteur.... en carburants et comburant....
bonne soirée quand même