Bonjour,
Voila la première partie de ma compréhension mises en italique bleu, en réponse au précédant message de Sandro en texte normale.
Si tu as plus d'énergie qui sort à l'instant t de ton système qu'il n'en entre, alors soit tu génère de l'énergie (ce qui est impossible), soit tu prélève cette énergie sur l'énergie interne du système (énergie cinétique, potentielle de pesanteur, chimique, ...).
Tant qu'il te reste de l'énergie interne au système, il est possible d'avoir plus d'énergie qui sort du système qu'il n'en entre. Ainsi, dans le cas d'un contrepoids, tant qu'il reste de l'énergie potentielle au contrepoids (ie tant qu'il n'est pas tout en bas), il est possible d'avoir plus d'énergie qui sort du système qu'il n'en entre (tu transforme l'énergie potentielle du contrepoids en énergie "utile", par exemple mécanique, en sortie. Par contre, dès que le contrepoids est en bas, plus moyen de retirer de l'énergie à ton système.
Tu peux ensuite remonter ton contrepoids si tu veux, mais ça te demande la même énergie que celle que tu as libérée pour le faire descendre (+ les pertes).
Donc au final, tu peut "créer" de l’énergie utile pendant un court laps de temps (en consommant de l'énergie potentielle), mais si tu veux recommencer, il te faut recharger l'énergie potentielle, ce qui te nécessite de l'énergie.
Je suis tout à fait d’accord avec toi pour un système considérer fermé. Considéré fermé, car aucun système n’est réellement fermé.
3 précisions :
_ Dans le système à contrepoids, l’énergie apportée pour déséquilibrer n’est pas l’énergie dont on profite (utile) par le fait du déplacement des poids.
_ Je préfère utiliser le terme profiter de l’énergie (potentiel) utile que le terme « créé ».
_ Dans ce cas nous sommes bien limités par la distance et dépendant de la gravité. Dans l’absolu, si la distance était infinie et la gravité toujours présente, nous profiterions indéfiniment du déplacement des charges, donc d’une des énergies d’un des (e). Mais je suis d’accord cela est effectivement impossible.
Sur un système à contrepoids, sur un temps court, tu veux avoir une libération d'énergie.
Supposons que pendant une durée t1 (le temps de la descente du contrepoids), on arrive à libérer une énergie utile E1
Ensuite, deux possibilités : on remonte le contrepoids a sa position initiale : cela nécessite un apport d'énergie énergie E2>=E1 : une fois le contrepoids remonté, on a récupéré E1 utile mais consommé E2 à apporter : au final, on a du injecter au moins autant d'énergie dans le système que ce qu'on récupère : on ne produit donc pas d'énergie.
Je comprends, c’est OK.
Seconde possibilité, le contrepoids reste en bas. On a récupéré une énergie utile E1 (finie), mais l'énergie potentielle du contrepoids est consommée. On a simplement transformée l'énergie interne en énergie utile. A noter que c'est nullement en contradiction avec mon affirmation que Pmoy=0 (rappel, Pmoy est la moyenne sur un temps infini de la puissance sortante - la puissance entrante). De 0 à t1, on a une puissance moyenne P1=E1/t1>=0 qui sort du système. Mais ensuite, plus rien ne sort. Donc la puissance moyenne sur un temps infini est Pmoy = (t1*P1 + 0)/(t1 + infini) = 0.
Je commence à décrocher.
Précision : l’énergie (interne) qui se manifeste pendant le déplacement des poids à pour origine externe la gravité. Mais elle se manifeste en interne, OK.
_ Pour P1=E1/t1>=0 je comprends. Après je ne comprends pas la nécessité du facteur infini.
Car toute action ou mouvement et inévitablement finie. Si on prend en compte l’infini, je pense que toutes les manifestations d’énergies dans un ∆t inévitablement fini, divisées par l’infini vont incontestablement tendre vers zéro. Je ne sais pas par quel chiffre on peut le représenter. Par un symbole oui, mais un chiffre, il faudra un temps infini pour l’écrire.
Prenons un cas plus concret : un ascenseur constitué d'une cabine de masse M, et d'un contrepoids de même masse M.
La hauteur totale est H, la cabine est à la hauteur h et le contrepoids à la hauteur H-h.
Un moteur sert à mettre en mouvement l’ascenseur dans un sens ou dans l'autre.
Supposons un cas idéal (ie pas de frottements).
Prenons le système S1 constitué de la cabine et du contrepoids.
L'énergie interne du système est :
Einterne= Epp_cabine + Epp_contrepoids + Ec_cabine + Ec_contrepoids, où Epp est l'énergie potentielle de pesanteur et Ec l'énergie cinétique (correspondant à une vitesse v).
= M * g* h + M*g*(H-h) + 0.5*M*v² + 0.5*M*(-v)²
= M * g * H + Mv²
On remarquera que la partie énergie potentielle (M*g*H) est constante, donc on n'a pas besoin d'apporter d'énergie pour compenser le fait que la cabine monter ou descende. Le moteur doit seulement fournir l'énergie pour accélérer l’ascenseur (Mv²) et compenser les frottements.
Pour freiner l’ascenseur, on peut utiliser le moteur en mode générateur (si l'électronique le supporte), et retransformer l'énergie cinétique (Mv²) en électricité (modulo les pertes). Une solution plus bourrine est de faire forcer le moteur contre le mouvement de l’ascenseur (pour freiner plus vite) : dans ce cas, on consomme encore de l'électricité, qu'on transforme en chaleur.
Donc excepté le peu d'énergie nécessaire pour compenser le frottement et accélérer/freiner l'ascenseur, on peut le déplacer "gratuitement". Pourquoi, tout simplement car l'énergie reste dans le système, et s'échange simplement entre les deux sous-parties (cabine et contrepoids).
A noter que dans l'absolut, le contrepoids est inutile : on pourrait utiliser le moteur pour remonter l’ascenseur (nécessite un moteur bien plus gros), ce qui consomme pas mal d'énergie (précisément M*g*H + pertes), qui excepté les pertes est intégralement convertie en énergie potentielle de pesanteur. On peut ensuite récupérer cette énergie potentielle de pesanteur en utilisant un générateur pour freiner la descente, ce qui permet de récupérer intégralement l'énergie potentielle M*g*H (modulo les pertes).
Donc pourquoi s'embêter avec un contrepoids "qui ne sert à rien"? Car un moteur plus petit (qui doit seulement soulever les personnes et accélérer la cabine) est beaucoup moins cher. De plus, utiliser un moteur en générateur complique beaucoup l'électronique, et les pertes sont plus élevées.
Ça je comprends aussi.
J’arrête ma tentative de compréhension à ce stade, par manque de temps. Je pense avoir bien avancé et j’ai l’espoir de trouver ou je décroche avec mon raisonnement en reprenant le même processus pour le TEER, bien qu’il ne doive rien équilibrer. Mais j’aurais au moins réussi à comprendre un aspect de la physique qui semble m’échapper.
A+