Le pic laborieux

Le pic qui descend est un jouet qui illustre le principe de conservation de l'énergie. En descendant du poteau et an becquetant laborieusement, il consomme sa propre énergie potentielle pour maintenir le mouvement oscillatoire.

En " chargeant " le pic, le ressort s'allonge et, laissé libre, ceci met en mouvement le pic, de mouvement oscillatoire. Ŕ un certain instant l'anneau se positionne parallčlement au poteau. Ŕ cet instant le pic glisse vers le bas, en continuant entre-temps son mouvement oscillatoire. L'inertie du pic fait en sorte que le ressort se plie dans le sens opposé et tout le cycle reprend du début, jusqu'au moment oů le pic atteint la base du poteau.

Dans ce jouet, l'énergie potentielle liée ŕ la hauteur, emmagasinée au début, est consommée petit ŕ petit, en se transformant alternativement en énergie cinétique du pic et en énergie potentielle du ressort. Dans le bilan final, la réserve initiale d'énergie potentielle, ŕ cause du frottement entre poteau et anneau, se transforme en chaleur.

Pourquoi le pic bouge de mouvement uniforme, bien qu'il tombe?

On a ŕ faire avec le phénomčne dynamique de la perte (dissipation) d'énergie. Pendant un cycle, la quantité en plus d'énergie cinétique du pic, obtenue aux frais de son énergie potentielle, se convertit entičrement en travail contre les forces de frottement (de l'anneau contre le poteau, frottement intérieur du ressort, oscillations de la base etc.), c'est-ŕ-dire en chaleur.

De plus, le pic, opportunément balancé, a sa propre vitesse caractéristique de descente. Pendant un seul cycle, d'autant plus vite le pic glisse vers le bas, d'autant plus fortes sont les secousses du ressort, l'oscillation du pic et la pression sur l'anneau. Le frottement augmente, pourtant au cycle suivant la vitesse est plus petite.

Ça va de soi que un pic mal réalisé, ou bien mis en mouvement mal, descend sans becqueter.