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Energie potentielle: travail du poids ou pour monter l'objet?

Posté par
wondersarah
19-11-21 à 00:12

Bonjour,

Je me pose une question existentielle:

Je pense comprendre que l'énergie potentielle est une "vision de l'esprit" de l'énergie qui sera fournie à l'objet par le poids si il tombe (sous forme de travail, qui sera converti en énergie cinétique).
Ce qui voudrait dire que en fait, c'est le travail du poids qui est converti en énergie cinétique.

Dans ce cas, lorsqu'on déplace un objet pour le mettre en hauteur, effectuant donc nous-mêmes un certain travail, que devient cette énergie que nous fournissons? Ce n'est pas réellement celle-là que sera transformée en énergie cinétique lorsque l'objet tombera, puisque c'est celle du poids.

Serait-ce correct de se dire que lorsqu'on monte l'objet, on effectue un travail positif (donc on donne de l'énergie à l'objet) ais que le poids lui, effectue un travail négatif (déplacement et poids de sens contraires) et donc prend la même quantité d'énergie que ce qu'on donne (puisque notre force a la même intensité que le poids) ? Ce qui voudrait dire que l'énergie totale apportée à l'objet est nulle, et qu'il n'a en réalité gagné aucune énergie "tangible" en montant? Il aurait juste gagné la possibilité d'avoir de l'énergie cinétique fournie par le poids s'il tombe?

J'espère que je suis claire! Merci d'avance si quelqu'un arrive à m'éclairer!

***Niveau mis en accord avec le profil***

Posté par
krinn Correcteur
re : Energie potentielle: travail du poids ou pour monter l'obje 19-11-21 à 11:42

Bonjour,
Je vois que tu te poses bcp de questions en physique, c'est tres bien car la physique n'est pas du tout intuitive!

Citation :
Je pense comprendre que l'énergie potentielle est de l'énergie qui sera fournie qui a deja ete fournie à l'objet (lorsqu'on l'a monté à l'endroit où il est).

Le poids ne fait que transformer l'Ep (deja existante) en Ec lors de la chute.
De plus l'Ep est tout aussi "reelle" que l'Ec ou l'energie chimique par ex. La variation d'Epp a des effets physiques! Un pot de fleur tombant du 5e etage fait bcp plus de degats que s'il tombe du 1er .

Citation :
Dans ce cas, lorsqu'on déplace un objet pour le mettre en hauteur, effectuant donc nous-mêmes un certain travail, que devient cette énergie que nous fournissons?

de l'Epp ! (Energie potentielle de pesanteur)
Le pot de fleur du 5e etage a (contient) plus d'Epp que celui du 1er.

Citation :
Ce n'est pas réellement celle-là que sera transformée en énergie cinétique lorsque l'objet tombera, puisque c'est celle du poids.

Si.
Le poids est une force: elle peut travailler entre 2 points (cad transférer ou transformer de l'energie) mais une force n'a pas d'energie. Ce sont les systemes qui ont de l'energie.

Citation :
Serait-ce correct de se dire que lorsqu'on monte l'objet, on effectue un travail positif (donc on donne de l'énergie à l'objet) mais que le poids lui, effectue un travail négatif (déplacement et poids de sens contraires)

oui

Citation :
et donc prend la même quantité d'énergie que ce qu'on donne (puisque notre force a la même intensité que le poids) ? Ce qui voudrait dire que l'énergie totale apportée à l'objet est nulle, et qu'il n'a en réalité gagné aucune énergie "tangible" en montant? Il aurait juste gagné la possibilité d'avoir de l'énergie cinétique fournie par le poids s'il tombe?


Non.
Il faut bien faire la distinction entre
- forces conservatives (le poids par ex.)
- et les autres (forces NON conservatives), par ex. Les frottements, les forces motrices,...

Par construction, une force conservative ne modifie pas (conserve!) l'energie mecanique d'un systeme.
En revanche, les forces NON conservatives peuvent la modifier (si elles travaillent)

C'est tout l'interet de la notion d'Ep et d'Em=Ec+Ep .
Ec et Ep peuvent varier lors du mouvement mais si le systeme est conservatif, leur somme (Em) reste constante: elle est là la loi physique importante: la conservation de l'energie.
Donc le theoreme de l'Em est un net progrès par rapport au theoreme de l'Ec car il fait apparaitre une quantite (Em) "facile " à calculer et qui reste constante tout au long du mouvement si le systeme est conservatif (ce qui simplifie les calculs et surtout permet de bcp mieux saisir les lois physiques grace au concept d'energie)

Et si le systeme n'est pas conservatif, le theoreme de l'energie mecanique nous precise que c'est le travail des forces NON conservatives qui fait varier l'Em.

Derniere remarque: l'Ep d'un systeme caracterise son energie de position dans un certain champ (c'est le travail minimal necessaire pour le transporter de l'origine de l'Ep jusque là où il se trouve, dans le champ de force considéré, par ex. celui de pesanteur)

Ex. je monte un litre d'eau au 1er etage: je fournis un travail W>=mgh (puisque j'exerce une force qui doit au moins compenser le poids) , ce qui augmente l'Epp du litre d'eau (Epp = W = mgh)

(en fait je fournis un peu plus a cause des frottements mais ca ne change pas Epp )

Posté par
wondersarah
re : Energie potentielle: travail du poids ou pour monter l'obje 24-11-21 à 12:35

Merci beaucoup pour la réponse!

J'ai l'impression que ce qui me pose problème, c'est ce que je mettais dans mon système:
* La conservation d'énergie n'a lieu que dans un système isolé.
* Pour que mon système soit isolé, il ne doit pas avoir d'interactions avec l'extérieur (pas même par une force de pesanteur)
* Donc, pour pouvoir appliquer le principe de conservation de l'Em, il faut que mon système soit "objet +terre", et pas juste "objet".

=> Le travail fourni par la pesanteur n'est pas compté dans l'énergie apportée ou prise au système puisque lorsqu'il est donné à l'objet, il est pris à la terre et inversement.

Lorsque je monte mon objet, mon système "terre + objet" n'est pas isolé, et je lui apporte donc de l'énergie potentielle. Le travail de la terre ne retire pas d'énergie au système puisque la terre fait partie du système.

Lorsque je lâche mon objet, le système devient isolé, et l'Em est conservée.

Est-ce plus correct?

(je me suis en partie basée sur: ***migré sur le serveur***
pdf
PDF - 74 Ko

Posté par
krinn Correcteur
re : Energie potentielle: travail du poids ou pour monter l'obje 24-11-21 à 21:06

bonsoir,

L'article n'est pas du tout du niveau lycée. Il faudrait clarifier ton profil, et ton niveau en physique pour que nous puissions adapter notre discours.

Il est clair que les manuels de physique au lycée n'ont pas du tout la rigueur des cours de physique donnés à l'université ou en prépa, mais d'un autre côté, il est impossible d'expliquer à des lycéens ce qui est présenté dans cet article !

Ma réponse plus haut n'est donc pas très correcte au niveau post BAC car je parle par ex. d'Epp d'un corps d'épreuve, ca part assez mal !
Toutefois, au lycée, les situations rencontrées en méca sont tellement simplifiées que ce n'est certes pas rigoureux de parler d'Epp d'un litre d'eau, mais ce n'est pas non plus faux (dans des situations physiques très particulières, on peut le tolérer)

Pour le reste, j'attends de connaitre mieux ton profil pour tenter de répondre.



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