Forces conservatives
Bonjour à tous,
Une petite question de physique "fondamentale".
En mécanique, on dit qu'une force est conservative si son travail entre deux points de l'espace ne dépend pas du chemin suivi entre ces points, ce qui équivaut à dire qu'il existe une énergie potentielle dont elle dérive.
Ma question : toutes les forces ne sont-elles pas "en réalité" conservatives ? Puisque les exemples usuels de forces non conservatives que l'on donne sont les forces de frottements; mais ces forces ne sont que le résultat de l'ensemble des interactions électromagnétiques, qui, elles, sont conservatives.
Merci d'avance.
Une petite question de physique "fondamentale".
En mécanique, on dit qu'une force est conservative si son travail entre deux points de l'espace ne dépend pas du chemin suivi entre ces points, ce qui équivaut à dire qu'il existe une énergie potentielle dont elle dérive.
Ma question : toutes les forces ne sont-elles pas "en réalité" conservatives ? Puisque les exemples usuels de forces non conservatives que l'on donne sont les forces de frottements; mais ces forces ne sont que le résultat de l'ensemble des interactions électromagnétiques, qui, elles, sont conservatives.
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Réponses
* A prouver
* On ne parle plus de forces, rien n'interdit une interaction d'être dissipative.
Cordialement.
NB : Un forum de physique serait plus adapté à ce genre de question.
Sur Wikipedia https://fr.m.wikipedia.org/wiki/Frottements il est écrit que les frottements proviennent effectivement d’interactions électromagnétiques entre les atomes mais ce que je comprends c'est que, quand on fait de la tribologie, on se fiche un peu de savoir ce qu'il se passe au niveau atomique et l'on veut seulement connaître le résultat "macroscopique". C'est un nom différent pour désigner le même phénomène physique, mais étudier à une échelle différente. C'est un peu comme quand on dit que la physique classique est l'approximation continue de la réalité discrète de la physique quantique. C'est ce que je comprends de mes lectures.
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Cordialement.
Les forces de frottement sont non conservatives en apparence seulement mais sont causées par la force électromagnétique et l'énergie cinétique n'est pas perdue car les atomes s'agitent plus vite.
Si tu prends la somme des énergies cinétiques de tous tes atomes, plus l'énergie potentielle de ton système, alors tu obtiens une constante
Il est crucial de bien définir le système étudié. Si le système n’est pas isolé et échange de l’énergie, de la masse, de la chaleur avec l’environement, alors on n’a pas conservation de l’énergie du système.
Lors d’un frottement la chaleur perdue par le système empêche la conservation de l’énergie et les forces ne sont pas conservatives (la quantité de chaleur dépend du chemin sur lequel le système frotte sur son environnement).
La physique c’est aussi la technologie. Décoller un chewing gum sans perte d’énergie est impossible... alors conclure qu’en physique toutes les forces sont conservatives c’est confondre système idéal du point matériel et système réel d’une masse solide ou molle.
La définition de force conservative est une force dont le travail ne dépend pas du chemin suivi. Il n'est absolument pas vrai qu'une force qui dérive d'une énergie potentielle doive être conservative. L'équivalence entre force conservative et le fait que cette force dérive d'une énergie potentielle n'est vraie que si la force ne dépend uniquement que de la position.
Dans le cas contraire on peut avoir des force dépendant explicitement du temps qui dérivent d'une énergie potentielle mais qui ne sont pas conservatives.
Un exemple en ce sens est la force de Coulomb qui s'exerce entre deux charges q1, et q2 (q2 fixe, q1 la charge d'un sphère métallique qui se décharge dans le temps). Cette force est à chaque instant la force de Coulomb qui dérive d'une énergie potentielle, et pourtant la force n'est pas conservative (faire le calcul pour s'en convaincre) à cause de la charge variable.
Cela dépend à quel niveau de description on se place. Au niveau atomique, subatomique toutes les forces fondamentales sont conservatives.
Au niveau mésoscopique/macroscopique certaines forces ne sont pas conservatives. Par exemple les forces de frottement, mais les forces de frottement ne sont pas des forces fondamentales.