Énergie cinétique: différence d’énergie pour les observateurs [doublon]

acernine

Énergie cinétique: différence d’énergie pour les observateurs [doublon]


Considérez un vélo stationnaire de 10 kg; si j’applique une force de 10J alors

KE=12mv2

donc

v=2KEm=1m/s

. Si nous considérons à nouveau le même exemple, mais du point de vue d’un astronaute stationnaire regardant vers le bas depuis l’espace, la Terre se déplace à environ 30 000 m / s, donc la KE du vélo stationnaire serait

KE=12dix30,0002=4,500,000,000J

. Si nous supposons que le vélo est poussé dans la même direction que la Terre, pour atteindre 1 m / s, le vélo aura besoin d’une énergie cinétique de

KE=12dix30,0012=4,500,300,005J

, soit 300 005 J de plus que pour un observateur sur Terre. Je comprends que la conservation de l’énergie cinétique n’a de sens que si vous regardez tous les objets à partir du même cadre, donc ma question est pourquoi il semblerait qu’il faudrait beaucoup plus d’énergie pour accélérer un vélo de 1 m / s du point de vue d’un observateur que un autre?


John Rennie

Le doublon que j’ai suggéré utilise un scénario différent, mais c’est exactement le même principe.

acernine

Désolé mon erreur, je n’ai pas vu ce fil. Il a cependant répondu à ma question, alors merci de l’avoir portée à mon attention.

Réponses


 drvrm

Je comprends que la conservation de l’énergie cinétique n’a de sens que si vous regardez tous les objets à partir du même cadre, donc ma question est pourquoi il semblerait qu’il faudrait beaucoup plus d’énergie pour accélérer un vélo de 1 m / s du point de vue d’un observateur que un autre?

Toutes les lois de conservation sont applicables dans des systèmes fermés.

Un système fermé est tout système physique, des engins pour lesquels toutes les influences extérieures sur le système sont absentes ou négligeables.

Cependant, il est difficile de concevoir un système idéalement fermé car aucun système ne peut être parfaitement fermé.

Mais si l’on peut mesurer toutes les influences extérieures avec précision, nous pouvons corriger les influences extérieures et vérifier les lois de conservation.

Une automobile de masse m se déplaçant à la vitesse v sur une route a KE = (1/2) mv ^ 2.

Mais par rapport à un train roulant à la même vitesse parallèlement à la route, l’énergie cinétique de l’automobile est nulle, car sa vitesse relative est nulle par rapport au train.

L’ énergie cinétique dépend donc du référentiel de mesure .

Mais quel que soit le référentiel inertiel utilisé, les changements d’énergie cinétique ne seront pas affectés par ce choix.

Par conséquent, si l’on observe le changement de l’énergie cinétique du vélo en prenant le vélo et son environnement immédiat comme système fermé, la quantité d’énergie nécessaire pour fournir au vélo une vitesse particulière sera la même pour les observateurs inertiels.

Si le système est agrandi pour ajouter (terre en mouvement + vélo); alors aussi le changement d’énergie du vélo sera effectué par la même quantité de travail effectuée. Comme l’énergie de la terre était déjà là lorsque l’astronaute a regardé le vélo sur terre, de sorte que la quantité de travail / d’énergie peut être ajustée (étant commune au calcul d’énergie initial et final).

 

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