Salut, ma question va peut-être vous sembler bizarre, mais je m'intéresse au concept de travail, d’énergie et de force, que je manipule tout le temps en physique, mais dont j'ai l'impression de ne pas comprendre leurs "réalité physique". 

En gros j'essaie de réellement comprendre et appréhender ces notions là, bien que ça ne me serve pas à grand chose pour les exos je l'admet. Pour ce faire je me suis intéressé à là définition de leurs unités SI. Et je me demandais pourquoi ces définitions correspondent bien à ce qu'on sous entend par les mots de travail et énergie. Par exemple en maths (en tout cas à mon niveau de math sup), souvent les mots qu'on utilise pour les définitions correspondent à peu près à leur utilisation plus ou moins courante en français (notamment en analyse).

On peut lire sur Wikipedia que "Le travail est l’énergie fournit pas une force lorsque sont point d'application se déplace." .

On définit le travail par le produit scalaire de la force avec le déplacement.

Et on définit ainsi le joule, (unité SI de l'énergie) qui correspond à l'unité du travail (Wikipédia : "On définit cette unité comme étant le travail d'une force motrice d'un newton dont le point d'application se déplace d'un mètre dans la direction de la force")

Pourquoi c'est bien la bonne définition (on aurait peut-être pu utiliser autre chose qu'un produit scalaire,  et d'autre unité de base pour le joule) ? Et comment mesurer alors l’énergie fournit par une force dont le point d'application ne se déplace pas ? (par exemple moi qui maintient une altère immobile en l'air en lui appliquant une force qui pointe vers le haut grâce à mes muscles). 

Pourquoi pour connaitre l’énergie fournit par une force (parallèle au mouvement), il n'y a que le déplacement du points d'application et l'intensité de la force à prendre en compte ? J'ai conscience que ces questions ne sont pas précises, voir très flous, mais n'hésitez pas à m'apporter n'importe quel élément de compréhension qui vous paraîtrait nécessaire. Voir à me rediriger vers des articles/cours si vous avez la flemme.

Je précise quand même que ça m'a jamais posé problème pour faire de la méca, ou pour le coup pour moi seul force, accélération, vitesse, position, masse ...etc signifie vraiment quelque chose, et le reste je l'utilise comme des concepts formelles qui ne signifie pas grand chose mais qui ont des propriétés intéressante (genre pourquoi l’énergie cinétique serait en réalité 1/2*m*v² et pas autre chose ?)

Très bonne idée de se poser ce genre de questions ! Comme je n'ai pas le temps de développer, je vais répondre à une question que je m'étais aussi posée quand j'étais jeune :

> pourquoi l’énergie cinétique serait en réalité 1/2*m*v² et pas autre chose ?)

Je l'avais formulée autrement : pourquoi ce 1/2 ? Pourquoi pas mv² ? C'est une convention ou le résultat d'expériences ? Est-on sûr que le coefficient fait pile poil 1/2 ? Ça se trouve c'est 0,4999 ?

Je crois que nos questions se rejoignent.

La réponse est simple, mais à condition de comprendre que ces notions de force, énergie, etc. ont été définies pour leurs propriétés mathématiques. Par exemple si on constate que, dans les calculs, l'expression AxB/C est toujours constante, on lui donnera un petit nom (« l'abracadabrantesquerie ») et on écrira un théorème (« dans un système fermé, l'abracadabrantesquerie est toujours constante »).

Si tu regardes en détail les calculs mathématiques des cours de physique, tu verras qu'à un moment donné on a besoin de calculer la primitive de a·v (accelération fois vitesse). Or a, c'est v'. Donc on cherche la primitive de v'·v. C'est précisément ½v². Voilà d'où vient ce 1/2. Et la quantité dont on cherchait la primitive a une bonne raison d'être intéressante (toujours constante, ou autre chose), donc on lui a donné un petit nom : l'« énergie ». Après, quand cette quantité passe du membre de gauche d'une équation au membre de droite, on dit que « de l'énergie est échangée », et parfois les gens croient que l'énergie est une sorte de fluide mystérieux qui s'est déplacé d'un corps à l'autre...

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Edité par robun 8 septembre 2017 à 19:02:55

Comprendre comment ces notions sont apparues historiquement est un bon moyen d'en comprendre un peu plus le sens physique. Ces notions sont expliquées ici :

https://zestedesavoir.com/tutoriels/614/la-physique-au-temps-de-newton/386_au-dela-des-lois/1967_une-histoire-denergie/

Et pour la partie mathématique :

https://zestedesavoir.com/tutoriels/614/la-physique-au-temps-de-newton/388_annexes/1970_annexe-b-lenergie/

Bonjour, 

J'apprécie beaucoup ta démarche, et pour moi non plus il n'est pas question de "croire" sans comprendre ce que disent les physiciens. Ils sont contradictoire: ils décrivent par exemple les forces sur un graphique, en utilisant des vecteurs, alors que la force ne déplace PAS son point de référence; pareil pour l'énergie: elle devrait être vectorielle, mais ne l'est pas (!). Et pourtant, elle se "communique" !

Cette question que tu poses, je l'ai un peu travaillée:

Et comment mesurer alors l’énergie fournit par une force dont le point d'application ne se déplace pas ? (par exemple moi qui maintient une haltère immobile en l'air en lui appliquant une force qui pointe vers le haut grâce à mes muscles). 

J'ai taché d'y répondre de cette manière: lorsque tu tiens un haltère dans l'air, son énergie potentielle est égale à M g h; si aussitôt tu la laissais redescendre, elle perdrait toute son énergie potentielle pendant le même temps et sur la même hauteur; mais à ce moment-là, tu ne fournirais plus d'énergie pour la retenir, ok ? Jusqu'ici tout va bien ?

Cela signifie que l'énergie que tu fournis à retenir l'haltère n'est à considérer que sur la moitié du temps que tu passerais à la faire monter et descendre. Donc si tu tiens l'haltère pendant une heure en hauteur, il faut considérer le nombre de fois que tu la ferais monter sur une demi-heure, en multipliant la réponse par Mgh.

Et pour calculer le nombre de fois que tu la ferais monter sur une demi-heure, il faut connaître le temps que met, pour tomber (comme pour monter) un haltère, avec l'accélération g, sur une distance de 1 mètre par exemple, s'il s'agit de la hauteur de ton bras.

Ma solution est-elle la bonne ? J'ai déjà obtenu des résultats intéressants d'un point de vue analytique.. assez crédible. Mais je ne suis pas physicien (c'est grave, docteur ?)

Oups, la question était posée sur la force et non pas sur l'énergie: pour obtenir une force, il faut diviser l'énergie dépensée par l'espace parcouru pendant le temps de l'accélération. C'est aussi simple que cela.

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Edité par Jean-LouisTiberghien 6 octobre 2017 à 23:45:07

Salut, eh bien merci de ton encouragement, cela dit attention, je ne dis pas que la physiques est contradictoire, au contraire, elle marche extraordinairement bien. Je dis simplement que pour moi, seul les notions basiques de la mécanique classique ont (pour le moment) un réel sens intuitif pour moi (donc la notion de force, d'accélération, vitesse, position). Mais tout ça ne me parait pas contradictoire, simplement des notions tel que le travail ou autre, j'ai plus tendance à les penser comme des concepts formelles que comme des notions sur lesquelles je peux penser en dehors de mon cadre mathématique. C'est comme les déterminant que j'ai vu en math sup en algèbre, je les vois plus comme des concepts formelles qu'autre chose, même si je suis sur qu'avec un peu d'effort ya moyen de faire mieux .

A part ça je vois a peu pres ce que tu veux dire.

Du coup si quelqu'un de plus chevronné en physique pourrait nous dire ce qu'il pense de ce truc ? A savoir l’énergie dépensé pour maintenir une masse m immobile à une certaine hauteur du sol. 

On tient le nouveau Eistein, ni plus ni moins... Cette théorie révolutionnaire !  

Je sais pas si t'as des connaissances en maths, mais tu pourrais peut-être consacrer un peu de ton temps aux problèmes du millénaire, avec une intuition pareille ce serait sûrement 1000 000 (7 000 000 ?) gagnée facilement pour toi.

Salut, j'espère que tu ne parle pas de moi ? Car je n'ai pas l'impression d'avoir été prétentieux dans ce post (au contraire je dis bien que je n'ai aucune intuition de la plupart des concepts). Cela dit si tu as des commentaires intéressant à faire ce serait pas mal

... Ai-je vraiment besoin de préciser de qui je parle ? Y aurait-il une personne qui se serait montré un brin prétentieuse, pour nous parler d'une théorie complètement fumiste digne au mieux d'un lycéen, en remettant en cause les physiciens "contradictoires" ? 

Sinon, pour répondre à la question du mec qui maintiendrait une altère en l'air, c'est assez marrant, c'est une question que j'avais déjà posé sur ce forum il y a pas mal d'année (étonnamment j'arrive plus à retrouver le post...)

Pour résumer rapidement ce que j'en ai retenu, le problème est en fait plus biologique (physiologique ?) que physique, et vient de la manière dont notre corps fonctionne. Lorsqu'on exerce une force statique (force n'engendrant aucun mouvement), on a tendance a s’essouffler et transpirer, et cette dépense énergétique que tu ressens n'est en fait que de la chaleur que tu produis.  Le travail mécanique engendré est nul.
Désolé de pas avoir de lien plus précis à te proposer, ma connaissance sur le sujet s'arrête là (mais tu peux toujours essayer de trouver quelque chose sur google en tapant travail statique).

Une table, capable de supporter une charge quelconque pendant une durée infini, n'est donc pas un générateur infini d'énergie

En effet je reconnais que ma question était un peu parano (il était tard aussi). 

Bah après quelques recherche j'a très vite retrouvé ton ancien post. Malheureusement j'ai rien trouvé de fou sur internet sur le sujet.

Une autre question que je m'étais posé un jour est , mathématiquement qu'est ce qu'une unité physique et une dimension physique ? Intuitivement, je m'étais dit qu'on pourrait définir la dimension comme une classe d'équivalence . Mais pour l'unité j'ai pas trop d'idée

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Edité par Arousme 11 octobre 2017 à 20:16:20