équilibre d'un solide

[invite3d5cbcad]

En regardant mes cours de seconde l’autre jour j’ai vu quelque chose qui ma choqué : c’est à propos de l’équilibre d’un solide. C’est écrit qu’un système au repos est forcément soumis à deux forces qui se compensent : son poids et la réaction du son support. Or si on considère une balle de tennis lancée en l’air celle ci commence par monter s’arrête un très court instant puis redescend. Le moment qui nous intéresse ici est quand la balle est arétée. La balle a ce moment est bien en équilibre mais elle est cependant soumise a une seule et unique force qui est son poids (en négligeant les frottements causés par l’air). Es-ce moi qui fait une erreur ou es-ce qu’il s’agit d’une exception qui est négligée en physique niveau seconde ?
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[invite9c9b9968]

Quand on parle de système au repos, cela signifie qu'à t il est repos et à t+dt il l'est encore.

Or dans l'exemple que tu cites, la balle est bien au repos à l'instant où elle atteint le haut de sa trajectoire (sa vitesse est nulle) mais l'instant juste après ce n'est plus le cas

[invite88ef51f0]

Salut,
Elle n'est pas en équilibre, vu qu'elle retombe après...
"Equilibre", ça ne veut pas juste dire "vitesse nulle". Il faut aussi que la vitesse reste nulle.

EDIT Je demande la photo-finish avec Gwyddon !

[invite3d5cbcad]

Elle n'est pas en équilibre, vu qu'elle retombe après...
"Equilibre", ça ne veut pas juste dire "vitesse nulle". Il faut aussi que la vitesse reste nulle.

ce n'est pa parce qu'elle retombe juste après qu'elle n'est pas en équilibre. vu que sa vitesse a un instant t est nulle elle est en équlibre bien que celui ci soit très court. en tout cas merci pour l'explication et a+.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite0e4ceef6]

quand tu lances une balle en l'air, la force que tu lui appliques est supérieure a la force de gravité, son energie se dissipe en montant, et quand les deux forces sont à egalité, elle s'arrete. mais, la force de gravité etant une accélération constante, elle retombe, n'ayant plus d'energie pour contrer celle-ci..

[invite9c9b9968]

ce n'est pa parce qu'elle retombe juste après qu'elle n'est pas en équilibre. vu que sa vitesse a un instant t est nulle elle est en équlibre bien que celui ci soit très court.

Mais si justement !

D'abord un instant t n'est pas très court, il est infiniment court : à t dt, dt aussi petit que tu le souhaites, la balle a une vitesse non-nulle.

Ensuite, on te rappelle encore une fois la définition d'un équilibre : la vitesse du système est nulle à tout instant. Si tu veux chipoter, alors on va dire qu'il faut au moins qu'il existe un intervalle d'étude où la vitesse reste nulle. Or ici tu ne peux pas définir un tel intervalle (cf ce que je te dis juste 6 lignes plus haut).

[zoup1]

quand tu lances une balle en l'air, la force que tu lui appliques est supérieure a la force de gravité, son energie se dissipe en montant, et quand les deux forces sont à egalité, elle s'arrete. mais, la force de gravité etant une accélération constante, elle retombe, n'ayant plus d'energie pour contrer celle-ci..

Euh... J'ai peur qu'il y ait confusion ici entre energie et force. Quand tu lances une balle en l'air, tu lui appliques une force plus grande que son poids. Mais une fois qu'elle est lancée, on ne lui applique plus aucune force. Quand à son énergie, si on néglige les frottements de l'air, il n'y a pas de dissipation d'énergie, il y a simplement conversion d'énergie cinétique en énergie potentielle.

[invitedbbba468]

La RFD stipule que si la somme des forces est nulle alors l'accélération est nulle. Or l'accélération est la variation de la vitesse par unité de temps et mathématiquement c'est sa dérivée. Or une fonction quelconque peut etre nulle sans que sa dérivée le soit. Exemple n'importe quelle fonction monome en x=0.
Ainsi ce n'est pas parce que la vitesse est nulle que l'accélération l'est, et partant que le systeme est en équilibre.
A bientot

[invite0e4ceef6]

Euh... J'ai peur qu'il y ait confusion ici entre energie et force. Quand tu lances une balle en l'air, tu lui appliques une force plus grande que son poids. Mais une fois qu'elle est lancée, on ne lui applique plus aucune force. Quand à son énergie, si on néglige les frottements de l'air, il n'y a pas de dissipation d'énergie, il y a simplement conversion d'énergie cinétique en énergie potentielle.

je n'etait pas trop sur de moi,

tu es sur qu'elle ne reçoit plus aucunne force?? parceque la gravité elle continue toujours d'agir en tant que force..

si la force qui lui est donnée a l'origine se transforme en energie cinétique, alors c'est l'energie de la force gravitationelle qui annule progréssivement l'energie cinétique accumulée par la balle.
peut-on vraiment parler de transformation en energie potentielle?? puisque la force de gravité agissant toujours, l'energie de cette force vas s'accumuler dans la balle jusqu'a annuler la force première, quand la balle retombe elle ne fait que reaccumuller l'accélération gravitationelle, proportionellement a la hauteur fois sa masse..

on peux dire ainsi ou est-ce que ce script est inadéquat?? merci d'av..

[zoup1]

tu es sur qu'elle ne reçoit plus aucunne force?? parceque la gravité elle continue toujours d'agir en tant que force..

Désolé, ce n'est effectivement pas ce que j'ai voulu dire... Je voulais dire elle ne recoit plus aucune force de la part de l'opérateur, mais il reste bien entendu le poids qui s'exerce toujours sur la balle.

si la force qui lui est donnée a l'origine se transforme en energie cinétique, alors c'est l'energie de la force gravitationelle qui annule progréssivement l'energie cinétique accumulée par la balle.

On ne peut pas vraiment comme cela... une force ne se transforme pas en énergie... force et énergie sont 2 choses de nature différente. Une force travaille ! et c'est le travail de la force qui est une énergie.

peut-on vraiment parler de transformation en energie potentielle?? puisque la force de gravité agissant toujours, l'energie de cette force vas s'accumuler dans la balle jusqu'a annuler la force première, quand la balle retombe elle ne fait que reaccumuller l'accélération gravitationelle, proportionellement a la hauteur fois sa masse..

Le travail du poid c'est ce qui est pris en compte dans l'énergie potentiel de pesanteur.
Dire que l'énergie cinétique se transforme en énergie potentielle, c'est d'une part admettre que l'énergie mécanique de la balle est conservée et que le travail du poid se traduit par une variation de l'énergie cinétique et donc de la vitesse de la balle.

Je ne suis pas tout à fait sur d'être très clair... ?

[invite0e4ceef6]

ben, je vois ce que tu veux dire, mais franchement je ne le dirais pas ainsi

pour moi force et erergie sont lié, ce ne sont que deux expréssion d'une même chose

la force de gravité necessairement induit une energie mécanique
idem pour la force qui jette la balle en l'air,

que l'on se servent de force pour nomer l'action je veux bien, mais physiquement, thermodynamiquement si j'ose dire, il n'y a q'un transfert d'energie.

disons que la force soit le sens du vecteur, et la longueur du vecteur l'energie lié a cette force.

la force de gravité est dirrigé vers le bas, et a "transfert" toujours la même quantité d'energie..
dans la mains, la balles est au repos statique, force de gravité+force de la mains

quand le bras la jette en l'air, l'equilibre energétique des force est rompu au niveau de la balle, le bras transfert un quantité d'energie a la balle..

la balle monte, mais ne rencontre jamais la force elle-même, elle ne rencontre que l'energie de la force qui lui est opposé.. la quantité d'energie cinétique que possède la balle etant finie celle-ci ne peux que décroire au contact de l'energie inverse de la force de gravité qui elle est constante et "infinie"..

quand la balle a "epuisé" son surplus d'energie elle s'arrete puis l'energie de la force de grvité reprend le dessus et dirrige la balle selon le sens de son vecteur, vers le centre de la terre.

le concept d'energie potentielle m'est un peu étrange, puisqu'il ne s'agit que de la hauteur ou de la distance inverse au vecteur de force constant de la gravité.
c'est le concept de hauteur qui ici est floue, parceque somme toute elle fait reférence a un objet arbitraire qu'est le sol..

par exemple si tu lance une balle en l'air juste au dessus d'une fallaise de 1000m et que tu l'a lancé de 10m en l'air, cela signifierais que l'energie potentielle de la balle se trouve etre de 1010 metre. par rapport au sol.. certes il a bien fallut qu'a un moment quelqu'un monte la balle, mais tout de même, cela ne me semble pas très très physique comme explication, c'est assez cappilo-tracté.

la balle a mon sens grace a l'energie fini qui lui a été donné a put atteindre un autre lieu de "repos" de force.. de la l'energie potentielle est simplment une variable locale de hauteur, et non une vraie energie.... l'energie c'est la force de gravité qui la transmet a la balle lors de sa chute semi-libre..

pour moi une force represente la directivité d'une ernergie.

[invited9092432]

disons que la force soit le sens du vecteur, et la longueur du vecteur l'energie lié a cette force.

pour moi une force represente la directivité d'une ernergie.

Mais une force est caractérisée par :
- un point d'application
- un sens
- une direction
- une longueur, une norme

C'est ce qui est appris en seconde. Pourquoi vouloir mélanger les caracteristiques de la force (sens) avec l'énergie?
c'est incorrect

[invite9c9b9968]

Pardon mais c'est plutôt ta manière de t'exprimer qui est très capillotractée.

En gros quetzal, tu es en train de mélanger des concepts.

Et ça :

la quantité d'energie cinétique que possède la balle etant finie celle-ci ne peux que décroire au contact de l'energie inverse de la force de gravité qui elle est constante et "infinie"..

Ce n'est pas physique du tout, ça ne veut pas dire grand chose.

[invited9092432]

le concept d'energie potentielle m'est un peu étrange, puisqu'il ne s'agit que de la hauteur ou de la distance inverse au vecteur de force constant de la gravité.
c'est le concept de hauteur qui ici est floue, parceque somme toute elle fait reférence a un objet arbitraire qu'est le sol..

Une autre remarque:
rien n'est étrange, ni floue:
on dit que l'energie potentielle de pesanteur est définie à un constante additive près.
ceci explique cela:

par exemple si tu lance une balle en l'air juste au dessus d'une fallaise de 1000m et que tu l'a lancé de 10m en l'air, cela signifierais que l'energie potentielle de la balle se trouve etre de 1010 metre. par rapport au sol.. certes il a bien fallut qu'a un moment quelqu'un monte la balle, mais tout de même, cela ne me semble pas très très physique comme explication, c'est assez cappilo-tracté.

[zoup1]

pour moi une force represente la directivité d'une ernergie.

ET bien pas pour le reste du monde...

[invite0e4ceef6]

Mais une force est caractérisée par :
- un point d'application
- un sens
- une direction
- une longueur, une norme

C'est ce qui est appris en seconde. Pourquoi vouloir mélanger les caracteristiques de la force (sens) avec l'énergie?
c'est incorrect

bon, je veux bien, mais l'energie cinétique de la balle elle viens d'ou, si elle n'est pas lié a la "puissance" de la force qui est son vecteur de sens/d'apllication/ de dirrection..

qu'est-ce la longueur et la norme d'une force??

[invited9092432]

qu'est-ce la longueur ou la norme d'une force??

la norme désigne l'intensité de la force, la valeur.
elle se note :

[zoup1]

bon, je veux bien, mais l'energie cinétique de la balle elle viens d'ou, si elle n'est pas lié a la "puissance" de la force qui est son vecteur de sens/d'apllication/ de dirrection..

qu'est-ce la longueur et la norme d'une force??

La variation d'énergie cinétique est effectivement liée à la puissance c'est à dire au produit scalaire entre la force et le vecteur vitesse.
C'est ainsi que seule une force appliquée dans la direction du mouvement est susceptible de faire varier l'énergie cinétique d'un objet.
Une force appliquée perpendiculairement au mouvement sera responsable d'un changement de la direction du vecteur vitesse mais pas de sa norme. L'énergie cinétique sera donc inchangée.

[invite0e4ceef6]

la norme désigne l'intensité de la force, la valeur.
elle se note :

hm, l'intensité, c'est pas un truc qui représente le taux d'energie?? mais bon je dois confondre force et energie encore..

[invite0e4ceef6]

dites vous feriez pas un mélange entre la description physique des forces, et les echanges energétique entre objet??

ou alors c'est moi on dirais plutôt ??

le concept de force est la représentation de ce que produit l'energie réellement dans le monde réel, non??
les forces ne sont que des vecteurs sur du papier, dans le réel il n'y a que des transfert d'energie.. ??

[invite9c9b9968]

dites vous feriez pas un mélange entre la description physique des forces, et les echanges energétique entre objet??

ou alors c'est moi on dirais plutôt ??

C'est toi

le concept de force est la représentation de ce que produit l'energie réellement dans le monde réel, non??
les forces ne sont que des vecteurs sur du papier, dans le réel il n'y a que des transfert d'energie.. ??

Oui enfin tu m'expliqueras en quoi l'un est plus "réel" que l'autre ? Si on suit ton raisonnement, la vitesse n'est pas réelle puisque c'est un vecteur sur le papier...

[invite0e4ceef6]

la vitesse est une réalité, le vecteur de la force une traduction, l'expréssion de cette force pour un diagrame en 2D..

vitesse/energie/direction = vecteur/intensité:norme/fleche du vecteur.

c'est là ou sans doute, j'ai un peu de mal, perso je ne vois que des situations physique alors que vous vous devez en partie voir des représentation explicative de la sience physique, avec des diagrames des courbe et des hiéroglyphe partout

[invited9092432]

la vitesse est une réalité, le vecteur de la force une traduction, l'expréssion de cette force pour un diagrame en 2D..

vitesse/energie/direction = vecteur/intensité:norme/fleche du vecteur.

c'est là ou sans doute, j'ai un peu de mal, perso je ne vois que des situations physique alors que vous vous devez en partie voir des représentation explicative de la sience physique, avec des diagrames des courbe et des hiéroglyphe partout

au fait, quetzal, tu tentes de réinventer la physique ou quoi ?

concernant les hiéroglyphes (lol, pas mal), je sais pas si les vrais physiciens approuveront

[invite3e67d1f2]

bon, pour moi il y a une seule force: le poids de la balle (on néglige les frottements de l air).
la balle est donc soumise a une accélération verticale vers le bas de 9.81 m.s-2 ;
par contre elle possède une vitesse initiale verticale vers le haut, on revient a un problème de cinétique :

balle avec vitesse intiale vers le haut et accélération constante vers le bas. Elle passe par un point haut avant de retomber...