La force de l'énergie cinétique

[Echafaudeur]

Question déjà posée, mais pas clairement répondue:
J'attache une boule de matière au bout d'un fil. Je fixe le fil au plafond par un piton. Je lâche la boule vers le sol. Quelle doit être la résistance du piton en daN ? ( Je ne parle pas du calcul de l'énergie etc.. , je veux la force indiquée dans le catalogue du fournisseur du piton )

[philou21]

Bonjour
ça dépend vraiment de l'élasticité de ton fil :
la force va dépendre du temps que va mettre la boule à s'arrêter.
La formule approximative va être :
F=mV/t

V= avec g=9.81 ms^-2 et h en mètre.

donc plus la corde est élastique plus t est grand et plus la force est faible...

C'est pourquoi les alpinistes utilisent une corde légèrement élastique.

[Echafaudeur]

C'est vrai. Mais si le fil, ou la corde, n'a aucune élasticité ? Le piton est indéformable, il n'absorbe aucune énergie, il ne reçoit donc qu'une force d'arrachement en daN, laquelle ?

[Coincoin]

Salut,
Si l'élasticité était strictement nulle, la force serait infinie, pendant une durée infiniment nulle.

Mais en pratique, l'élasticité ne peut pas être strictement nulle. Les infinis montrent juste que le modèle où on ne prend pas en compte l'élasticité est trop grossier.

[simbis]

C'est vrai. Mais si le fil, ou la corde, n'a aucune élasticité ? Le piton est indéformable, il n'absorbe aucune énergie, il ne reçoit donc qu'une force d'arrachement en daN, laquelle ?

comme dit coin coin si tout est parfaitement rigide, une tête d'épingle tombant de 10 cm de haut va arracher un piton de 10 metres de diamètre planté dans un immense bloc de béton armé, en théorie......

[philou21]

On doit pouvoir travailler en statique : un cable + un dynamomètre bien accroché et un tire-fort. On y va doucement jusqu'à ce que ça décroche (attention de ne pas tout prendre dans la tête !).

[Echafaudeur]

Personne n'a répondu à ma question.....

[mbochud]

Bonjour,

Non, philou a répondu

ça dépend vraiment de l'élasticité de ton fil :

donc plus la corde est élastique plus t est grand et plus la force est faible...

C'est pourquoi les alpinistes utilisent une corde légèrement élastique.

[mbochud]

Si vous le désirez on peut vous aider à trouver le coefficient d'élasticité de votre corde.
Pour cela il faudra faire une petite expérience qui mesure l'allongement de la corde sous un poids donné.
Ensuite avec ce résultat on calculera la la résistance du piton en daN (force max.).

[Echafaudeur]

A l'origine , j'ai voulu simplifier ma question. J'ai eu tort car le débat a dévié.
Voici mon vrai problème pratique: Un parking surélevé en béton, donc rigide et fixe, devant un hôpital. On le transforme en accès-réception des véhicules d'urgence. Il n'est pas assez long. On le prolonge donc par une structure provisoire métallique sur poteaux contreventés, recouverte par un tablier supérieur. Lorsque les véhicules arrivent et freinent brutalement, la déccélération de l'énergie cinétique engendre un effort horizontal au niveau des pneus-tablier de la structure provisoire qui reste semi-rigide de par sa conception. Par sécurité, nous devons donc boulonner cette structure à la partie béton fixe et stable. Nous calculons l'énergie cinétique, mais comment transforme-t-on cette énergie en Joules, en force daN déterminant le diamètre des boulons ?

[Jeanpaul]

Un véhicule qui freine subit une décélération de l'ordre de 0,5 g au maximum. L'effort qu'il subit et transmet au sol est donc la moitié de son poids.
Plus grave serait que le véhicule percute (ça peut arriver). alors il peut subir de l'ordre de 5 g, voire 20 si c'est vraiment très violent (peu probable dans ce cas). Alors il transmet au sol 5 fois son poids.

[philou21]

Un véhicule qui freine subit une décélération de l'ordre de 0,5 g au maximum. L'effort qu'il subit et transmet au sol est donc la moitié de son poids.
Plus grave serait que le véhicule percute (ça peut arriver). alors il peut subir de l'ordre de 5 g, voire 20 si c'est vraiment très violent (peu probable dans ce cas). Alors il transmet au sol 5 fois son poids.

Bonjour
quelle est la part de l'énergie cinétique qui est transférée en chaleur dans le système de freinage (plaquettes et disques) ?

[simbis]

A l'origine , j'ai voulu simplifier ma question. J'ai eu tort car le débat a dévié.
Voici mon vrai problème pratique: Un parking surélevé en béton, donc rigide et fixe, devant un hôpital. On le transforme en accès-réception des véhicules d'urgence. Il n'est pas assez long. On le prolonge donc par une structure provisoire métallique sur poteaux contreventés, recouverte par un tablier supérieur. Lorsque les véhicules arrivent et freinent brutalement, la déccélération de l'énergie cinétique engendre un effort horizontal au niveau des pneus-tablier de la structure provisoire qui reste semi-rigide de par sa conception. Par sécurité, nous devons donc boulonner cette structure à la partie béton fixe et stable. Nous calculons l'énergie cinétique, mais comment transforme-t-on cette énergie en Joules, en force daN déterminant le diamètre des boulons ?

bonjour,
le nouvel enoncé n'a rien a voir avec celui proposé initialement.
Dans ce cas la force sera donnée par le poids du véhicule et l'adherence des pneus. Comme le fait remarquer jean paul le vrai problème sera avec le vehicule qui ne freine pas.....une barrier amortissante sera securisante en bout de course.

[Jeanpaul]

Bonjour
quelle est la part de l'énergie cinétique qui est transférée en chaleur dans le système de freinage (plaquettes et disques) ?

100% si on néglige les pertes dans le pneu mais ça ne change rien à la force qu'exerce le sol sur le véhicule qui freine. Cette force ne travaille pratiquement pas (pas de déplacement)

[philou21]

100% si on néglige les pertes dans le pneu mais ça ne change rien à la force qu'exerce le sol sur le véhicule qui freine. Cette force ne travaille pratiquement pas (pas de déplacement)

C'est bien ce qui me semblait