Mouvement "perpetuel"

[Kondelec]

Bonjour à tous

Voici un petit problème que j'ai posé à mes stagiaires, pour mettre à l'épreuve leur capacité de raisonnement et d'observation :
- Sur une potence j'ai suspendu un fil de coton (que j'ai extrais d'une bobine sur une machine à coudre)
- Au bout de ce fil j'ai placé 10 aimants néodyme, qui ont a peu près le diamètre d'une pièce de 10 centimes et 2 fois son épaisseur. J'ai coincé le fil entre 2 empilements de 5 afin qu'il soit bien centré et j'ai réglé la hauteur un petit peu au dessus de la table. Il faut donc imaginer un cylindre composé d'aimants, dont l'axe est horizontal.
- J'ai disposé un aimant de chaque coté de la masse suspendue, mais assez loin (1m50 environ).
- L'empilement des aimants suspendus s'est orienté spontanément dans une certaine direction, mais pas tout a fait vers les 2 aimants disposés de chaque coté.
- C'est là que ça devient "magique" : Si on lance le cylindre d'aimants avec peu de force il revient à son alignement, mais si on lui donne assez d'élan pour faire au moins un tour il se met à tourner, de plus en plus vite.

Quelle en est la raison ?
Je précise que ce n'est pas une expérience de pensée, je l'ai faite en réel, et ça se comporte exactement comme décrit.
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[Gwinver]

Bonsoir.

Je suppose que le mouvement est dans le plan horizontal.

[Kondelec]

J'ai fais un petit dessin, j'aurai du commencer par là, parce qu'avec des mots ce n'est pas forcement explicite

[Flyingbike]

est-ce que ça marche dans les deux sens (par rapport à la contrainte du fil qui est... filé) ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[f6bes]

si on lui donne assez d'élan pour faire au moins un tour il se met à tourner, de plus en plus vite.

Quelle en est la raison ?
Je précise que ce n'est pas une expérience de pensée, je l'ai faite en réel, et ça se comporte exactement comme décrit.

Ca tourne de plus en plus vite....jusqu'à...quand ?
Le fil de sustentation se vrille donc et l'ensemble des aimants suspendus au fil devraient avoir tendance à remonter ( vrillage = diminition de la longueur du fil)
Faudrait voir si ça tiens......plusieurs heures !
C'est peut etre moins sur .
A+

[trebor]

Bonjour à tous

Voici un petit problème que j'ai posé à mes stagiaires, pour mettre à l'épreuve leur capacité de raisonnement et d'observation :
- Sur une potence j'ai suspendu un fil de coton (que j'ai extrais d'une bobine sur une machine à coudre)
- Au bout de ce fil j'ai placé 10 aimants néodyme, qui ont a peu près le diamètre d'une pièce de 10 centimes et 2 fois son épaisseur. J'ai coincé le fil entre 2 empilements de 5 afin qu'il soit bien centré et j'ai réglé la hauteur un petit peu au dessus de la table. Il faut donc imaginer un cylindre composé d'aimants, dont l'axe est horizontal.
- J'ai disposé un aimant de chaque coté de la masse suspendue, mais assez loin (1m50 environ).
- L'empilement des aimants suspendus s'est orienté spontanément dans une certaine direction, mais pas tout a fait vers les 2 aimants disposés de chaque coté.
- C'est là que ça devient "magique" : Si on lance le cylindre d'aimants avec peu de force il revient à son alignement, mais si on lui donne assez d'élan pour faire au moins un tour il se met à tourner, de plus en plus vite.

Quelle en est la raison ?
Je précise que ce n'est pas une expérience de pensée, je l'ai faite en réel, et ça se comporte exactement comme décrit.

Bonjour à tous,
Le voir pourrait me convaincre, mais non, car les 2 aimants à 1,5 mètre n'ont pas d'influence sur les aimants suspendus car ils sont trop éloignés.
Même s'ils étaient très proches, les suspendus seraient attirés sur un côté pour s'y coller.
Le mouvement perpétuel n'est pas possible dans cette démonstration (n'existe pas).

[GBo]

Ca tourne de plus en plus vite....jusqu'à...quand ?
Le fil de sustentation se vrille donc et l'ensemble des aimants suspendus au fil devraient avoir tendance à remonter ( vrillage = diminition de la longueur du fil)
A+

Je pense qu'il a été vrillé avant la manip, remonté comment un élastique d'avion jouet. C'est ça le truc AMHA. D'où la question de Flyin' qu'elle est bonne.

[Gwinver]

Bonjour.

Grosso modo, cela revient à fabriquer une boussole et la placer dans un champ magnétique.
Ce champ magnétique se superpose à celui du globe terrestre.

L'énoncé initial ne dit pas si:

l'expérience dépend de orientations relatives du champ terrestre et de celui créé par les aimants.
le fil est pré-vrillé comme dit par GBo,
Le fil se vrille en cours de rotation comme indiqué par F6BES
il y a une prédisposition autre que celles énoncées et qu'il faut découvrir.
La distance entre aimants a une influence sur le phénomène
En l'absence de vrillage du fil il y a rotation "éternelle"

[Kondelec]

est-ce que ça marche dans les deux sens (par rapport à la contrainte du fil qui est... filé) ?

Mon énigme n'aura pas fait long feu... Effectivement c'est la meilleure question à poser, ça ne marche que dans un sens.
Ce genre de fil est naturellement vrillé, et quand on y suspend quelque chose les torons ont tendance à redevenir rectilignes. Ca marcherait aussi bien en y suspendant un boulon, mais avec l'aimant l'effet est particulièrement saisissant parce qu'au repos il s'aligne sur le champ terrestre, et en le forçant à faire un tour il se met en rotation de plus en plus vite (jusqu'à ce que les tours de fils commencent à le faire remonter)

Bien évidement les 2 autres aimants ne servent à rien, ils ne sont là que pour ajouter un peu de confusion.

La plupart des stagiaires (niveau BUT ou ingénieur) ne trouvent pas la raison de la rotation de l'aimant une fois lancé.

[Gwinver]

Bonsoir.

L'énoncé parlait d'une rotation de plus en plus rapide, il n'en est donc rien ...

[Kondelec]

Si : La rotation est de plus en plus rapide sur une 10aine de secondes, pour vaincre l'inertie de l'aimant, ensuite la vitesse se stabilise, puis ralentie quand le fil commence à trop vriller, et l'aimant s’arrête pour repartir dans l'autre sens. Je viens de regarder, un cycle dure un peu plus de 1m avec un fil d'environ 80cm.

[antek]

La description de la "ficelle" aide bien.
La première question que je me suis posé est "d'où viennent les forces".
Et malgré une certaine expérience des cordages je n'ai pas pensé à la force de "vrillage". Il a fallu un esprit affûté . . .

[Kondelec]

La première question que je me suis posé est "d'où viennent les forces".

C'est une très bonne attitude, parce que le plus souvent la 1ere question que les gens se posent c'est "où est la triche" ?

[GBo]

C'est une très bonne attitude, parce que le plus souvent la 1ere question que les gens se posent c'est "où est la triche" ?

Sachant que le mouvement perpétuel est impossible, c'est également une très bonne attitude dans ce cas de se demander "où est le truc", d'ailleurs j'ai trouvé ton "truc" avec cette posture. Une émission de télé des années 70s qui m'a marqué s'appelait "Y A UN TRUC", un célèbre prestidigitateur démontait les "trucs" des télékinésistes et autres aimables falsificateurs.

[Kondelec]

Oui mais ici il ne s'agit pas vraiment d'un truc, toutes les forces en présence sont visibles, il suffit de comprendre comment ça marche.
Ce que j'appelle un "truc" ce serait pas exemple 2 bobines cachées sous la table alimentées par des courants alternatifs.

Et ici ce qu'il faut comprendre ce n'est pas que le fil a été remonté comme un élastique d'avion, mais que l'équilibre des torons est différent avec ou sans contrainte. Quand on démonte le fil il est tout entortillé, si on le laisse revenir à sa position d'équilibre en le faisant pendre le même cycle pourra être répété. D'ailleurs quand je fais la manip je prend bien soin de placer les aimants sur le fil qui pendouille déjà.

[GBo]

C'est bien sur plus facile en voyant la manip.
Et tu prétends que tes stagiaires, voyant la manip tourner, "achètent" que c'est un mouvement perpétuel ?

[Kondelec]

Non, ils ont un certain bagage scientifique qui leur permet de savoir que ce n'est pas possible, mais ils voient que l'aimant ralenti et finit par s’arrêter, donc souvent ils se disent que le "moteur à aimant" marche, mais une "sorte de perte" finit par stopper le mécanisme, par exemple le frottement dans l'air.
Très peu comprennent qu'on converti simplement de l’énergie potentielle, et quasiment aucun n'a l'idée d'effectuer une forme de mesure, notamment sur la hauteur de l'aimant au cours du cycle.

La plupart de mes stagiaires se destinent à devenir ingénieurs dans l'industrie, et je me sers de cette petite démo pour illustrer la démarche construite de résolution de problèmes.

[extrazlove]

Suite a cette exemple pourriez vous m'expliquez pourquoi ca ne marche pas dans cette exemple aussi:

Un superfluide a une viscosité nulle. Si un vortex est créé, il peut tourner indéfiniment sans perte d'énergie. Il existe des objets moins denses qu'un superfluide qui peuvent flotter à sa surface, où un aimant peut être placé. Si un vortex est créé dans ce liquide, l'aimant se déplacera indéfiniment. Ici, le but de ces questions est de comprendre pourquoi l'ampoule ne s'allume pas toujours par induction électromagnétique, même si l'aimant se déplace indéfiniment en raison des propriétés tourbillonnaires d'un superfluide...


Quel est le comportement d’un aimant flottant dans un superfluide qui tourne indéfiniment ?


Pourquoi l'ampoule ne s'allume-t-elle pas indéfiniment, même si l'aimant se déplace indéfiniment sans aucune perte d'énergie ?

[JPL]

Rappel : https://forums.futura-sciences.com/d...ml#post6002044

Les sujets relatifs aux mouvements perpétuels et autres systèmes dits sur-unitaires ou bien encore dénommés "free-énergie" ne sont pas admis sur le forum de Futura-Sciences, rubrique "Physique".

Les raisons de cette limitation:

Les mouvements perpétuels ou les systèmes produisant plus d’énergie qu’ils n’en consomment sont réputés infaisables d’un point de vue scientifique car ils contredisent les lois les plus élémentaires de la physique.

[Liet Kynes]

Ce qui tombe "bien" dans cette expérience et sème la confusion c'est qu'il faille initier la rotation, le dévrillage du fil aurait pu se lancer de lui-même dès que l'effet de la masse des aimants est en place.

[gts2]

Bonjour,

Ce qui tombe "bien" dans cette expérience et sème la confusion c'est qu'il faille initier la rotation, le dévrillage du fil aurait pu se lancer de lui-même dès que l'effet de la masse des aimants est en place.

C'est ce qui me pose question. Pourquoi est-il nécessaire de lancer ?

[GBo]

Non, ils ont un certain bagage scientifique qui leur permet de savoir que ce n'est pas possible, mais ils voient que l'aimant ralenti et finit par s’arrêter, donc souvent ils se disent que le "moteur à aimant" marche, mais une "sorte de perte" finit par stopper le mécanisme, par exemple le frottement dans l'air.
Très peu comprennent qu'on converti simplement de l’énergie potentielle, et quasiment aucun n'a l'idée d'effectuer une forme de mesure, notamment sur la hauteur de l'aimant au cours du cycle.

La plupart de mes stagiaires se destinent à devenir ingénieurs dans l'industrie, et je me sers de cette petite démo pour illustrer la démarche construite de résolution de problèmes.

Ta manip est trompeuse, de même que le titre: comme pour un tour de magie dans lequel le prestidigitateur attire l'attention du public sur sa main gauche tandis qu'il va chercher un accessoire dans sa poche avec l'autre main, tu attires l'attention sur les aimants alors que c'est le fil "tré-tortillé" qui provoque la rotation quand on y suspend une masse.

D'ailleurs tu admets toi-même le volonté de tromper l'observateur, je te cite:

Bien évidement les 2 autres aimants ne servent à rien, ils ne sont là que pour ajouter un peu de confusion.

Ce n'est pas un TP de physique, qui au contraire est épuré pour mettre en évidence le phénomène à interpréter, ce qui serait un vrai test.
Ici ton tour de magie passe car on est dans le rubrique "la sciences en s'amusant"; dans le cadre d'un stage en entreprise, cela ne me semble pas déontologique. Sauf si c'est un stage de zététique, ce qui ne semble pas être le cas, il est normal qu'un stagiaire n'imagine même pas pas que son maître de stage est en train de le piéger avec "des aimants qui ne servent à rien".
La conclusion que tu en tires est à l'avenant, et en dit plus sur toi que sur les stagiaires.

[f6bes]

Bref, " on ne nous dit pas tout"....qq bribes....sans plus ! (énonçé volontairement tronqué....pour tromper volontairement
le " spectateur".)
+1 avec Gbo
A+

[stefjm]

Ta manip est trompeuse, de même que le titre: comme pour un tour de magie dans lequel le prestidigitateur attire l'attention du public sur sa main gauche tandis qu'il va chercher un accessoire dans sa poche avec l'autre main, tu attires l'attention sur les aimants alors que c'est le fil "tré-tortillé" qui provoque la rotation quand on y suspend une masse.

D'ailleurs tu admets toi-même le volonté de tromper l'observateur, je te cite:


Ce n'est pas un TP de physique, qui au contraire est épuré pour mettre en évidence le phénomène à interpréter, ce qui serait un vrai test.
Ici ton tour de magie passe car on est dans le rubrique "la sciences en s'amusant"; dans le cadre d'un stage en entreprise, cela ne me semble pas déontologique. Sauf si c'est un stage de zététique, ce qui ne semble pas être le cas, il est normal qu'un stagiaire n'imagine même pas pas que son maître de stage est en train de le piéger avec "des aimants qui ne servent à rien".
La conclusion que tu en tires est à l'avenant, et en dit plus sur toi que sur les stagiaires.

Je ne suis pas d'accord avec cela.
Dans la vrai vie, il y a plein de causes possibles et on perd du temps quand on dépanne en se focalisant sur les mauvaises causes.

[stefjm]

Suite a cette exemple pourriez vous m'expliquez pourquoi ca ne marche pas dans cette exemple aussi:

Un superfluide a une viscosité nulle. Si un vortex est créé, il peut tourner indéfiniment sans perte d'énergie. Il existe des objets moins denses qu'un superfluide qui peuvent flotter à sa surface, où un aimant peut être placé. Si un vortex est créé dans ce liquide, l'aimant se déplacera indéfiniment. Ici, le but de ces questions est de comprendre pourquoi l'ampoule ne s'allume pas toujours par induction électromagnétique, même si l'aimant se déplace indéfiniment en raison des propriétés tourbillonnaires d'un superfluide...


Quel est le comportement d’un aimant flottant dans un superfluide qui tourne indéfiniment ?


Pourquoi l'ampoule ne s'allume-t-elle pas indéfiniment, même si l'aimant se déplace indéfiniment sans aucune perte d'énergie ?

Tout simplement parce que le principe d'un générateur électrique à aimant convertit la puissance mécanique Couple.Vitesse en puissance électrique Courant.Tension.

En tirant de l'énergie électrique, on provoque un couple résistant qui arrête le générateur, sauf si on l'entraine avec une force motrice quelconque.

Un vrai générateur a très peu de frottement et ce n'est pas ce qui l'arrête quand il fournit de l'énergie.

Un générateur à vide (qui ne fournit pas de puissance) mettra 1 minute à s'arrêter (jamais si pas de frottement)
Un générateur en charge (qui fournit de la puissance) s’arrêtera en quelques secondes.

Démo facile à faire en labo.

[GBo]

Je ne suis pas d'accord avec cela.
Dans la vrai vie, il y a plein de causes possibles et on perd du temps quand on dépanne en se focalisant sur les mauvaises causes.

Je connais aussi la vraie vie en entreprise (chez des manufacturiers d'équipements télécom), on ne tombe pas sur des problèmes qui sont faits, à dessein, pour tromper. Les problèmes sont en effet souvent intriqués et complexe, mais pas du tout de cette façon. Sauf justement si on doit investiguer comme ici les manips truquées de mouvement "perpétuel" que l'on trouve à foison sur Youtube, où la méfiance et l'esprit critique façon Gérard Majax s'impose, mais c'est très particulier.

[stefjm]

Dans l'industrie, celui qui pose le problème, propose parfois de bonne fois une solution qui est pire que tout si on ne s'en détache pas.
Ça porte même un nom, genre "solution B pour problème A".

[trebor]

Suite a cette exemple pourriez vous m'expliquez pourquoi ca ne marche pas dans cette exemple aussi:

Un superfluide a une viscosité nulle. Si un vortex est créé, il peut tourner indéfiniment sans perte d'énergie. Il existe des objets moins denses qu'un superfluide qui peuvent flotter à sa surface, où un aimant peut être placé. Si un vortex est créé dans ce liquide, l'aimant se déplacera indéfiniment. Ici, le but de ces questions est de comprendre pourquoi l'ampoule ne s'allume pas toujours par induction électromagnétique, même si l'aimant se déplace indéfiniment en raison des propriétés tourbillonnaires d'un superfluide...


Quel est le comportement d’un aimant flottant dans un superfluide qui tourne indéfiniment ?


Pourquoi l'ampoule ne s'allume-t-elle pas indéfiniment, même si l'aimant se déplace indéfiniment sans aucune perte d'énergie ?

Bonjour à tous,
L'aimant est freiné car la bobine se comporte également comme un aimant lorsqu'elle est parcourue par un courant électrique.
Ce champ magnétique s'oppose au mouvement de l'aimant mobile, résultat l'aimant en mouvement sera donc freiné et finira par s'arrêter.
Quelques vidéos :
https://www.youtube.com/watch?v=BcRbghb8Uk0

[GBo]

Dans l'industrie, celui qui pose le problème, propose parfois de bonne fois une solution qui est pire que tout si on ne s'en détache pas.
Ça porte même un nom, genre "solution B pour problème A".

Je connais tout ça mon cher, je donne même des cours de troubleshooting aux jeunes embauchés au taf (et aux vieux parfois, ceux qui croient avoir du flair mais ont oublié la méthode hypothético-déductive...), et je te répète qu'on ne tombe jamais dans la vraie vie sur des problèmes truqués tels que Kondelec les pose à ses stagiaires. A la limite, qu'il pose des vrais problèmes qui sont déjà apparus dans sa boite et dont il connait la soluce, là d'accord, mais pas monter une manip avec des aimants qui ne servent à rien dans le but de semer la confusion, ce n'est pas un cas réaliste "de la vraie vie", et donc pas éthique dans le cadre d'une évaluation de niveau qui peut mener (ou pas en l'occurrence) à une embauche ultérieure.

[trebor]

Bonjour à tous,
L'aimant est freiné car la bobine se comporte également comme un aimant lorsqu'elle est parcourue par un courant électrique.
Ce champ magnétique s'oppose au mouvement de l'aimant mobile, résultat l'aimant en mouvement sera donc freiné et finira par s'arrêter.
Quelques vidéos :
https://www.youtube.com/watch?v=BcRbghb8Uk0

Plus détaillé et très bien expliqué :
https://www.youtube.com/watch?v=th5EL-KJ2Lw