Calcul de l'énergie de collision

[Beserker]

Bonjour à tous !
Je voudrais vous poser quelques questions, peut être bêtes mais soit, je n'ai pas trouvé de réponses suffisament claires. Les voilà :

- Qu'est-ce que l'énergie de collision ?
et
- Comment calculer sa valeur ?

Je vous remercie d'avance, en espérant ne pas trop vous déranger.

@+
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[Jeanpaul]

Ca dépend évidemment selon qu'il s'agit de voitures, de boules de pétanque ou de particules élémentaires.
En général on va raisonner dans le référentiel du centre de masse afin d'éliminer l'énergie cinétique d'ensemble. Si la collision est totalement inélastique (choc mou) les particules d'arrêtent et toute l'énergie est l'énergie de collision.
Donc je dirais que l'énergie de collision est la somme des énergies cinétiques dans le repère du centre de masse.

[Beserker]

Merci beaucoup pour cette réponse aussi rapide.
Dans mon cas, ce serait pour calculer l'énergie de collision dégagée par 2 protons qui se rentreraient dedans à une vitesse donnée.
Il faudrait donc que je calcule l'énergie cinétique de chacune des deux particules puis que je les additionne ?

[Jeanpaul]

Il faudrait donc que je calcule l'énergie cinétique de chacune des deux particules puis que je les additionne ?

Si les 2 particules arrivent l'une contre l'autre à la même vitesse, oui, le repère du centre de masse est le repère du laboratoire et tu ajoutes les énergies cinétiques.
Sinon, il faut faire une correction.
Dans le cas relativiste, c'est un peu plus complexe (un peu).

[A voir en vidéo sur Futura]

[arbolis87]

Si la collision est totalement inélastique (choc mou) les particules d'arrêtent et toute l'énergie est l'énergie de collision.

Je ne suis pas d'accord. Le moment linéaire est conservé même si l'énergie mécanique ne l'est pas. Autrement dit les particules ne s'arrêtent pas forcément.
Un choc totalement mou entre une voiture et un piéton ne stoppe pas la voiture et le piéton.
Dans un choc parfaitement inélastique, si , alors où un objet a une masse et une velocité tandis que l'autre objet a une masse et une velocité .
On peut voir que , donc l'énergie mécanique finale ne vaut pas .

[Jeanpaul]

Je ne suis pas d'accord. Le moment linéaire est conservé même si l'énergie mécanique ne l'est pas. Autrement dit les particules ne s'arrêtent pas forcément.
Un choc totalement mou entre une voiture et un piéton ne stoppe pas la voiture et le piéton.
Dans un choc parfaitement inélastique, si , alors où un objet a une masse et une velocité tandis que l'autre objet a une masse et une velocité .
On peut voir que , donc l'énergie mécanique finale ne vaut pas .

J'avais pris grand soin de préciser qu'on raisonnait dans le repère du centre de masse !

[obi76]

Je ne suis pas d'accord. Le moment linéaire est conservé même si l'énergie mécanique ne l'est pas.

C'était justement une question que je m'étais posée lors de mon DEA sur les collisions de gouttes. Et en effet on m'a confirmé que la quantité de mouvement est conservée, mais l'énergie pas forcément, ça dépend du type de collision.

[mariposa]

C'était justement une question que je m'étais posée lors de mon DEA sur les collisions de gouttes. Et en effet on m'a confirmé que la quantité de mouvement est conservée, mais l'énergie pas forcément, ça dépend du type de collision.

.
Bonjour,

En physique est toujours conservée:

L'énergie E
La quantité de mouvement P
Le moment cinétique L

Quand la collision est inélastique L et P sont conservées.

L'énergie est conservée mais une partie (ou la totalité) de l'énergie cinétique initiale E est transformée en énergie interne des particules.

Ainsi 2 particules de même masse et de vitesses opposées (par rapport au centre de gravité) et d'énergie cinétique 1/2.m.v2 apres un choc mou ont une énergie cinétique nulle et l'énergie totale est transformée en énergie interne.

S'il s'agit de molécules l'énergie interne est de l'énergie de vibration et de rotation. Si c'est un solide l'énergie interne c'est de la déformation (mouvements de dislocations) + chaleur.

[Beserker]

Merci beaucoup pour toutes ces réponses. J'ai un peu avancé depuis, me penchant sur l'énergie cinétique etc. Dans le cadre des TPE, je voudrais calculer l'énergie de collision dégagée par 2 particules qui se rentreraient dedans dans le LHC.
J'aurais donc pour l'énergie cinétique :

Ec = 1/2 x (1.673x10^-27) x (299 792 455,3)

Dans le cas d'un proton. Est ce que cette formule est juste ? Car je ne sais pas si le fait que les particules soient dans un mouvement circulaire est génant.
POur obtenir ensuite l'énergie de collision, je n'aurais donc plus qu'à additioner les deux énergies cinétiques ?
Je vous remrcie d'avance.

Bonne soirée.

[mariposa]

Merci beaucoup pour toutes ces réponses. J'ai un peu avancé depuis, me penchant sur l'énergie cinétique etc. Dans le cadre des TPE, je voudrais calculer l'énergie de collision dégagée par 2 particules qui se rentreraient dedans dans le LHC.
J'aurais donc pour l'énergie cinétique :

Ec = 1/2 x (1.673x10^-27) x (299 792 455,3)

Dans le cas d'un proton. Est ce que cette formule est juste ? Car je ne sais pas si le fait que les particules soient dans un mouvement circulaire est génant.
POur obtenir ensuite l'énergie de collision, je n'aurais donc plus qu'à additioner les deux énergies cinétiques ?
Je vous remrcie d'avance.

Bonne soirée.

Bonsoir,

Non ce n'est pas juste car dans le cas du LHC les énergies sont relativistes et les formules telles que 1/2.m.v2 sont inapplicables

[Beserker]

Ah, ça complique un peu les choses ... ^^
Dans ce cas, il y a-t-il des formules apllicables au LHC, car les chiffres, statistiques que l'on lit sortent bien de quelques parts non ?
Merci pour la réponse, je ve retourner chercher.