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Le mouvement perpétuel ... Une utopie ou non ?

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Le 31-03-2006 à 01:22 #

Bonjour à toutes et à toutes et à tous…

Le mouvement perpétuel, une théorie très probante... J’aimerais assez en parler avec vous …

Je suis élève de 1ere Scientifique et on a choisi avec 2 amis de nous occuper du sujet… « le mouvement perpétuel » pour les TPE (Travail Personnel Encadré : épreuve anticipé du baccalauréat). On va essayer de créer un prototype en expliquant toute la complexité de ce domaine. Alors le principe de notre invention est simple :







Comme sur le schéma ci-dessus,
une roue en plexiglas d’un diamètre choisi est soutenue par un support. A l’intérieur de cette roue sera creusé 4 cavités contenant chaque une, un cylindre creux de charge positive qui roulera dans sa fente. Lors du mouvement, les cylindres tomberont. Leurs déplacements permettront de poursuivre le mouvement de la roue.
La roue fonctionnerait donc à partir de l’énergie de rotation acquise par le roulement des cylindres.
Sur le support sera disposé 2 aimants qui amplifieraient le mouvement de la roue.


J’aimerais que vous nous donniez votre avis et nous aider en nous disant ce qui n’irait pas même si selon nous tout devrait être faisable… Je tiens aussi à dire que nous sommes vraiment motivé et vous pouvez d’ailleurs voir tout cela sur ce site que j’ai développé :


http://ecologie.dynamicforum.net/



On attend vos réponse avec impatience ;)

Le 31-03-2006 à 08:52 #

Bonjour Sn4k3, et bienvenue sur la Toile,

Le mouvement perpétuel est en effet un problème très intéressant. Juste une petite question : les cylindres marqués "+" sont chargés électriquement de façon positive, c'est cela ? Quel est le rapport avec les aimants ? Et que sont ces aimants "+" et "-" ? Je suppose qu'en fait, tu voulais parler de "charges électriques" + et -. Auquel cas, ta machine fonctionnerait très bien dans un monde sans frottements.

En efft, qu'est-ce qu'une machine à mouvement perpétuel ? C'est une machine qui, une fois mise en mouvement, va conserver ce mouvement sans aucun apport extérieur d'énergie. Et c'est là qu'il y a problème... S'il n'y a pas apport d'énergie, il ne doit pas y avoir de pertes. La machine doit formé un système isolé, au sens thermodynamique du terme. Tout ça à cause du principe de conservation de l'énergie : l'énergie d'un système isolé reste constante. Il ne peut y avoir de création d'énergie ex nihilo, de même que l'on ne peut pas faire disparaître de l'énergie. Voilà pourquoi toutes les tentatives de fabrication de machines à mouvement perpétuel sont vouées à l'échec : un système physique réel n'est jamais isolé. Si je reprend l'exemple de votre machine, elle est fixée au support par un axe de rotation. Et il y aura des frottements à ce niveau. Sans compter les frottements de l'air sur l'ensemble de la roue en mouvement. Ces frottements vont peu à peu dissiper l'énergie et la roue va s'arrêter.

Conceptuellement, par contre, une machine à mouvement perpétuel n'est pas inconcevable. On peut imaginer une machine de ce type dans un monde parfait sans frottements (pour la réalisation par contre, c'est définitivement rapé). Mais même dans ce monde parfait, cette machine ne servirait à rien. En effet, si on lui colle une courroie pour entraîner une autre machine, genre un moteur, l'énergie va être transmise à ce moteur et la roue va ralentir puis s'arrêter. Une machine ne peut pas créer plus d'énergie que ce qu'on lui a fourni au départ. A part le rôle décoratif, aucune utilité, pas de moyen de faire un moteur propre ainsi.


Ce qui peut-être intéressant, c'est de montrer que même en mettant le plus grand soin dans la réalisation, la machine s'arrêtera finalement de tourner. Et ensuite de donner les explications ad'hoc. Quelques fils à tirer :

Qu'est-ce que l'énergie
Le premier principe de la thermo
Quelques points sur le mouvement perpétuel

@+ et bon courage

Le 31-03-2006 à 09:55 #


Je ne doute pas que une machine à « mouvement perpétuel » (dans le référentiel temporel terrestre car après l’explosion de la Terre, il n’y aurait plus de prototype ^^) est exclu par la science (du moins sur Terre), à cause des règles de la thermodynamique…
Mais pour le fonctionnement de la machine, elle n’utiliserait pas d’apport d’énergie extérieure.
Elle conserverait l’énergie due au mouvement de la roue entraînée par les cylindres de « charge électrique + » comme j’ai omis de le préciser.

Les aimants sont là pour faciliter le mouvement de la roue. J’explique : Un aimant chargé positivement et un cylindre chargé positivement ont des forces électriques qui se repoussent : (voir cours de 2nd et 1ère), alors que s’ils ont des forces électriques opposés, la force est attractive. De ce fait (voir schéma) les aimants sont là pour accentuer le mouvement. La roue pourrait ainsi continuée à tourner même avec les frottements dus à l’axe de rotation avec la roue…

Je suis conscient que cela n’est que supposition mais nous allons construire ce prototype (après avoir trouvé toutes les mesures nécessaires au bon fonctionnement de la machine).


Le 31-03-2006 à 10:32 #

Re

Les aimants sont là pour faciliter le mouvement de la roue. J’explique : Un aimant chargé positivement et un cylindre chargé positivement ont des forces électriques qui se repoussent : (voir cours de 2nd et 1ère), alors que s’ils ont des forces électriques opposés, la force est attractive.


Attention, il y a confusion entre deux notions différentes, bien que reliées entre elles.

Un aimant possède deux pôles : un pôle nord et un pôle sud. Deux pôles de même nature se repoussent, alors que deux pôles de nature différentes s'attirent. Par contre on ne peut pas avoir un pôle Nord ou un pôle Sud tout seul. Les monopôles magnétiques n'existent pas (ou plutôt on n'en a encore jamais détecté).

Les objets peuvent être électriquement chargés (par frottement, par ontact, par influence, ...). Ils portent alors une charge positive ou une charge négative. Deux charges de même signe se repoussent, deux charges de signes contraires s'attirent. Par contre, contrairement aux aimants, il peut exister une charge positive ou une charge négative isolée.

Il n'y a donc pas d'aimant positif ou d'aimant négatif. Il faudrait remplacer ces aimants + et - par des charges électriques + et -.

Ensuite les aimants ne vont pas "accentuer" le mouvement, car cela nécessiterait qu'ils apportent de l'énergie d'une façon ou d'une autre. L'objection classique est que si on présente un pôle Nord d'aimant devant le pôle Nord d'un autre aimant placé sur un charriot à roulettes, le charriot va se mettre en mouvement : on a donc créé du mouvemnt rien qu'avec le magnétisme. Donc on a créé de l'énergie, non ? Non. Parce que l'aimant qui est sur le charriot subit une force, certes, mais l'aimant qu'on a dans la main subit une force égale et opposé (loi de l'action et de la réaction de Newton). Si on ne tenait pas l'aimant, il subirait un recul, recul que l'on compense par nos muscles, donc en dépensant de l'énergie (même si la dépense est minime en l'occurence).

En fait, vouloir entretenir un mouvement avec des aimants, ou des charges électriques, comme ont essayé de nombreux inventeurs cherchant le mouvement perpétuel, cela revient à vouloir faire avancer son bâteau à voile en soufflant sur la voile, alors qu'on est à bord du bateau. Ca ne peut pas marcher à cause du fameux (et ennuyeux) principe de l'action et de la réaction.

Quelques infos sur les lois de la mécanique de Newton sur wikipédia.

@+



[ Ce message a ete modifié par : : Kweeky le 31-03-2006 10:33 ]

Le 31-03-2006 à 11:40 #

Salut Sn4k3,


j'ai observé ton schéma et il me semble en comprendre l'idée: les cavités sont là pour que les cylindres puissent s'éloigner lorsqu'ils sont repoussés par "l'aimant" + (ainsi la force de répulsion est moins grande) et se rapprocher lorsqu'ils sont attirés par "l'aimant" -.
Ca ne peut pas marcher, je peux expliquer pourquoi: lorsqu'un cylindre approche de "l'aimant" - il est attiré et entraine la roue. Mais une fois passé au plus proche de "l'aimant", le cylindre s'éloigne mais continue à être attiré par lui et cette fois-ci freine la roue. L'accélération et le freinage se compensent exactement. Il serait plus clair d'examiner ce qui se passe avec un seul cylindre.
Il y à peux de chose près le même problème ave "l'aimant" +.
Ce dispositif ne fournit pas l'énergie qui s'est perdue dans les frottements.

A part ça à quoi sert exactement un mouvement perpetuel ? C'est un mouvement sans frottement, sans perte d'énergie, mais il n'y a pas de création d'énergie, et donc il ne peut pas fournir d'énergie-> ne peut pas remplacer le pétrole ou le nucléaire.
Si tu veux que ta machine à mouvement perpetuel soit efficace il faut que son mouvement s'accélère au cours du temps. Je pense que c'est impossible.

Tofu


[ Ce message a ete modifié par : : tofu le 31-03-2006 11:41 ]

Le 31-03-2006 à 11:45 #



Tes postes m'intéresse beaucoup je dois l'avouer. Je suis totalement d'accord sur le fait que de nombreuses personnes ont essayés d'inventer des machines à mouvement perpétuel.
Par exemple :Une machine à mouvement perpétuel

Je suis également conscient du fait que notre projet n'est qu'à son stade expérimental : Je suis là car ce sujet m'intéresse énormément et aussi car j'aimerais réussir là ou nombreux ont échoué...
Je prends tes remarques en compte mais si l'on remplace les aimants par des objets chargés électriquement positivement (à la place de l'aiment "+") et négativement (à la place de l'aimant "-"), alors le principe pourrait fonctionner ! Car le mouvement est principalement basé sur le roulement des cylindres ! De ce fait la roue devrait tournée comme prévu car les "objets" chargés ne sont la seulement pour amplifier le mouvement.

Le 31-03-2006 à 12:24 #

Bonjour Tofu,



Je pense que c'est impossible.



Ne jamais dire que qqchose est impossible car les règles de la physique ont déjà été de nombreuses fois remis en causes!

"Seuls les hérétiques font avancer la science contrairement aux inquisiteurs et aux orthodoxes figés dans leurs dogmes.

Toutes les grandes découvertes, les révolutions scientifiques, sont le fait des hérétiques. Une des plus grandes qualités de ces hommes et ces femmes, brillants et courageux, est sans doute leur grande indépendance d'esprit par rapport à leurs contemporains qui leur donne la capacité de remettre en cause le dogme établi et d'élaborer des théories plus en accord avec les nouvelles observations.

Au lieu de dire " je ne comprends pas donc c'est impossible ", à partir du moment où les théories en cours ne peuvent expliquer les faits, ils recherchent une nouvelle théorie."

Je n'ai pas la prétention de dire que je vais modifier les règles de la thermodynamique... Mais qui sait de quoi les gens sont capable ?

Pour ce qui est de remplacer le pétrole ou le nucléaire, il faudra trouver un moyen mais là n'est pas la question... Mais réfléchissons si un appareil à mouvement perpétuel est inventé, cela remettrait de nombreuses lois en question. Et de nombreuses personnes chercheraient à perfectionner cet invention et qui sait à trouver une nouvelle source d'énergie...


Les hérétiques


Le 31-03-2006 à 12:27 #


31-03-2006 a 08:52, Kweeky :
Bonjour Sn4k3,



En efft, qu'est-ce qu'une machine à mouvement perpétuel ? C'est une machine qui, une fois mise en mouvement, va conserver ce mouvement sans aucun apport extérieur d'énergie. Et c'est là qu'il y a problème... S'il n'y a pas apport d'énergie, il ne doit pas y avoir de pertes. La machine doit formé un système isolé, au sens thermodynamique du terme. Tout ça à cause du principe de conservation de l'énergie : l'énergie d'un système isolé reste constante. Il ne peut y avoir de création d'énergie ex nihilo, de même que l'on ne peut pas faire disparaître de l'énergie. Voilà pourquoi toutes les tentatives de fabrication de machines à mouvement perpétuel sont vouées à l'échec : un système physique réel n'est jamais isolé. Si je reprend l'exemple de votre machine, elle est fixée au support par un axe de rotation. Et il y aura des frottements à ce niveau. Sans compter les frottements de l'air sur l'ensemble de la roue en mouvement. Ces frottements vont peu à peu dissiper l'énergie et la roue va s'arrêter.

Conceptuellement, par contre, une machine à mouvement perpétuel n'est pas inconcevable. On peut imaginer une machine de ce type dans un monde parfait sans frottements (pour la réalisation par contre, c'est définitivement rapé). Mais même dans ce monde parfait, cette machine ne servirait à rien. En effet, si on lui colle une courroie pour entraîner une autre machine, genre un moteur, l'énergie va être transmise à ce moteur et la roue va ralentir puis s'arrêter. Une machine ne peut pas créer plus d'énergie que ce qu'on lui a fourni au départ. A part le rôle décoratif, aucune utilité, pas de moyen de faire un moteur propre ainsi.


Ce qui peut-être intéressant, c'est de montrer que même en mettant le plus grand soin dans la réalisation, la machine s'arrêtera finalement de tourner. Et ensuite de donner les explications ad'hoc. Quelques fils à tirer :

Qu'est-ce que l'énergie
Le premier principe de la thermo
Quelques points sur le mouvement perpétuel

@+ et bon courage

Le 31-03-2006 à 19:03 #

Re

Sn4k3: Mais réfléchissons si un appareil à mouvement perpétuel est inventé, cela remettrait de nombreuses lois en question.

C'est sûr. Car cela voudrait dire que le principe de conservation de l'énergie n'est pas toujours vérifié, donc qu'il est faux. Or ce principe n'en est pas un, de principe, puisqu'il peut se démontrer, de la même façon que la conservation de la quantité de mouvement ou que la conservation du moment angulaire. Pour faire simple, on peut démontrer que l'énergie se conserve à condition que les lois de la Physique ne changent pas au cours du temps. En d'autres termes, la même expérience, réalisée dans les mêmes conditions, doit donner le même résultat qu'elle soit faite hier, aujourd'hui ou demain. Pour les autres conservation (quantité de mouvement et moment angulaire), c'est le même type de considération : les lois de la Physique ne dépendent pas de l'endroit où on se place, ni de l'orientation dans l'espace, toutes choses étant égales par ailleurs. C'est ce que l'on appelle le théorème de Noether. La découverte d'une machine à mouvement perpétuel ne remettrait donc pas en cause de nombreuses lois : elle remettrait en cause la Physique

"Seuls les hérétiques font avancer la science contrairement aux inquisiteurs et aux orthodoxes figés dans leurs dogmes.
Toutes les grandes découvertes, les révolutions scientifiques, sont le fait des hérétiques. Une des plus grandes qualités de ces hommes et ces femmes, brillants et courageux, est sans doute leur grande indépendance d'esprit par rapport à leurs contemporains qui leur donne la capacité de remettre en cause le dogme établi et d'élaborer des théories plus en accord avec les nouvelles observations.
Au lieu de dire " je ne comprends pas donc c'est impossible ", à partir du moment où les théories en cours ne peuvent expliquer les faits, ils recherchent une nouvelle théorie."

J'ai suivi le lien sur "les hérétiques" : il est intéressant, mais il fait une description fausse de la communauté scientifique. Qu'il existe des scientifiques dogmatiques, bornés et attachés à leurs idées qui ne veulent pas entendre parler d'idées nouvelles, c'est un fait indéniable. Attribuer les mêmes "qualités" à l'ensemble de la communauté est un peu fort de café. Souvent cette critique est faite par l'un ou l'autre de ces "hérétiques", dont les travaux merveilleux sont refusés par les scientifiques "dogmatiques". Or les travaux mêmes les plus dérangeants sont publiés, à condition que ce soit de vrais travaux scientifiques. C'est à dire qu'ils reposent sur des bases théoriques solides. Les découvertes scientifiques importantes sont rarement le fait d'hérétique. Certes on peut citer Galilée (dont l'Eglise voulait tester le degré de combustibilité), mais nous n'étions pas alors dans une époque que l'on pourrait qualifier de scientifique. Je vous propose un petit site qui explique un peu le fonctionnement de ceux qui se font appeler l'underground scientifique.

Je persiste toutefois à dire que vous avez choisi un très bon sujet, et que vous apprendrez beaucoup de choses en vous y attelant. Mais, comme Tofu, j'ai de gros doutes sur le fait que vous réussisiez votre exploit . Je ne sais pas comment fonctionnent exactement les TPE, donc peut-être vais-je faire du hors-sujet, mais je pense qu'une étude historique pourrait être intéressante.

@+

Le 31-03-2006 à 19:42 #

bonsoir
manifestement les cours de physique sont peut être entendus mais certainement pas compris.
mais je confirme que le mouvement perpetuel existe car la question le concernant est récurente et semble provenir de cerveaux dont l'entropie est maximale!
pour le fun
JR
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