Système isolé

[Célestine]

C'est clair, si on se restreint (sans mauvais jeu de mot) au programme de TS, la notion de système isolé n'est pas très utile. J'apprécie néanmoins de pouvoir mettre le doigt, au moment du cours de thermo, sur le lien entre système isolé en mécanique et système isolé en thermo.
Cependant, selon mon principe personnel consistant à préparer les élèves au supérieur plus qu'à l'épreuve du bac, la notion de système isolé me semble essentielle, et bien plus accessible que celle des forces conservatives.
Quand ils aborderont les systèmes à deux corps, par exemple, il sera bien utile qu'ils aient déjà assimilé la notion pour un système constitué d'un seul corps.

[Fisherman1978]

En terminale, ça sert surtout à leur dire que si l'énoncé précise que le système est isolé (ou pseudo-isolé), il faut qu'ils pensent à appliquer la conservation de la quantité de mouvement....

Pour la première S, je ferai sans utiliser de qualificatif pour les systèmes dont l’énergie se conserve, mais:
- ça serait bien de ne pas trouver cette erreur dans les livres
- j'aimerais qu'un "spécialiste" de la thermo nous donne la meilleure définition....

[Donatello]

En terminale, ça sert surtout à leur dire que si l'énoncé précise que le système est isolé (ou pseudo-isolé), il faut qu'ils pensent à appliquer la conservation de la quantité de mouvement...

Tu as raison.
Ce n'est pas le critère que je leurs donne pour appliquer le cours de terminale sur la quantité de mouvement de terminale. Le critère est: "La durée d'application de la force (de contact) est-elle extrêmement petite par rapport à toutes les autres durées du problème? Oui? Alors c'est un choc et on applique ce cours".
Ce cours de terminale est fondamentalement basé sur le fait que le mouvement du centre de gravité est rectiligne uniforme parce que la somme des forces extérieures est nulle (système isolé en mécanique).
Mais, oui, tu as raison.

(...)- j'aimerais qu'un "spécialiste" de la thermo nous donne la meilleure définition....

Les différentes parties de la physique sont cloisonnées: on ne passe de l'une à l'autre que par des espèces de trou de vers (whormhole).
La mécanique, c'est l'étude dans des référentiels choisis des mouvements des points d'un objet soumis à des forces extérieures.
La thermodynamique, c'est l'étude du "mouvement de la chaleur".
Ce sont deux parties cloisonnées qui cohabitent sans aucune difficulté avec chacune leur système isolé.
Le trou de ver sera sans doute la force de pression sur un piston.

Ta question est véritablement passionnante.

[Célestine]

Un autre trou de ver : la capsule en ré-entrée dans l'atmosphère. Elle chute, mais subit suffisamment de frottements pour créer des échauffements non négligeables. C'est fun, et très loin du programme du lycée...

[physicus]

Pour illustrer le cours de 1ereS

Exemple de perte d'énergie cinétique (avec énergie potentielle constante) : freinage de voiture, ça chauffe, on évacue l'énergie à l'extérieur sous forme thermique, et la vitesse de la voiture diminue, alors qu'on roule sur une piste horizontale https://www.youtube.com/watch?v=Ve9eb8sKq30

Pour évacuer plus vite la chaleur, les freins sont ventilés, et certains disques sont creux, avec des ailettes dedans. Si les freins sont trop chauds (on a allumé ses freins), ben tout droit, gravier ... Ou avec un 38 tonne dans une descente en montagne, bac à sable d'arrêt d'urgence en bas du col ... si on a bien négocié les virages avant ...

Les élèves aiment bien ce genre de vidéo pour le transfert d'énergie.

En contrôle, j'ai donné un problème avec une grenade à fusil APAV 40 et un Famas pour trouver la portée maximale de tir (50% de transfert de l'énergie cinétique de la balle qui reste coincée dans un logement dans le fût de la grenade, je donnais la formule portée de tir pour une certaine vitesse déjection de la grenade à 45°) ... Il fallait se débrouiller avec la vitesse de la balle, sa masse et la masse de la grenade. Problème plutôt bien négocié par la classe, je fût agréablement surpris ...

[Véronique]

Je reprends ce fil après être tombé sur ce fameux livre Hachette 2015 où il est affirmé qu'un corps en chute libre est isolé.
Il me semble que l'énergie potentielle de pesanteur est définie pour le système {Terre + objet}. C'est une des formes de son énergie, liée à la position relative de l'objet par rapport à la Terre. En toute rigueur il est donc incorrect de parler de l'énergie potentielle de pesanteur du système {objet} en chute libre. D'où la contradiction :
{objet} reçoit de l'énergie par travail du poids
{objet} ne perd pas d'énergie vers l'extérieur
{objet} a une énergie mécanique totale constante

Une chose est certaine : {objet en chute libre} n'est pas un système isolé, sa quantité de mouvement n'est pas conservée, il n'est pas en mouvement rectiligne uniforme.

Donc
système isolé => conservation de l'énergie TOTALE (pas que mécanique) et de la quantité de mouvement
système soumis à force conservative => conservation de l'énergie mécanique - cas de la chute libre

Qu'en pensez-vous ?