Mesurer la puissance d'un coup de poing

[didou1982]

Bonjour,
J'aimerai utiliser une jauge de contrainte et une matière qui me permettrai d'absorber le coup pour évite de me casser la main (ce qui peut être utile).
Le problème que j'ai, c'est de vérifier les résultat de ma jauge car elle n'est peut être pas prévu pour ça.
J'ai pensé a faire chuter un corps d'une hauteur X, de calculer la valeur théorique de la force d'impact au niveau du sol.
Ensuite la comparer avec la valeur que me sors la jauge.
D'après cette discussion:
http://forums.futura-sciences.com/ph...dun-objet.html
J'ai calculer que si un corps chute de 4 m avec un poids de 1kg ça ferait 88.58 newton soit 9.029kg et ca me parait très bas.
J'aimerai savoir si mon calcule est juste. Si il faut je mettrai un fichier excel en pièce jointe dans mon futur message.

Il me faudrait plutard utiliser une matière dont je pourrai connaitre la force absorbé, est-ce que vous savez qu'elle matière et où je peux la trouver.

Merci d'avance
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[Jeanpaul]

Tout ça est très confus. D'abord, en physique, la puissance d'un coup de poing (ou d'autre chose) n'est pas définie, ce terme ne figure pas dans les livres.
La vraie question, ce serait plutôt la limite de rupture des éléments de ta main et alors, il faut se demander ce qui casse en premier : les phalanges (les doigts), les os de la main, les articulations, les poignets ? Les gants de boxe servent à répartir la force résultant du choc, tant dans ta main que sur la figure de l'adversaire, ce qui minimise les dégâts.
La jauge, il faudrait la mettre là où ça risque de casser et encore, il faudrait tenir compte du fait que les éléments de la main sont élastiques et amortissent le choc.
Ton problème ressemble à celui des constructeurs automobiles qui ont créé des mannequins dont la structure ressemble à celle d'un corps humain moyen. Ils ont étalonné tout ça et mesurent, non pas des contraintes, mais des accélérations et c''est ça que tu pourrais faire : mesurer la décélération de ton poing sur le sac de sable ou autre.
La force, ça ne signifie pas grand'chose car ce ne pourrait être qu'une moyenne alors que c'est la force locale qui crée les dégâts.
Sûr que ces questions de biomécanique ont déjà été étudiées. Fais un peu de bibliographie.

[triall]

Bonjour, sur le lien dont vous parlez ils estiment que le choc a lieu à force constante pendant 0.1 s .
La vitesse d'un objet qui chute d'une hauteur h est v=rac(2gh) =8.85 m/s ici . avec h =4 m , g=9.8m/s² (accélération de la pesanteur)
L'accélération est donnée par v= tout considéré, on a donc une accélération de 88,5 m/s² , c'est à dire de 88,5 m/s ...par seconde, ce qui signifie que l'objet accélère de 88.5 m/s ..... par seconde .
Ainsi il accélère 9 fois fois environ que la pesanteur g ; on a 9 g , à 9 g certains diront que l'on pèse 9 fois son poids ...
Sinon, on peut calculer l'énergie que la masse donne en tombant et en passant de v à 0 (zéro) , c'est 1/2mv²=mgh=39,2 joules si je ne me trompe pas.
Ceci dit , c'est la même énergie qu'il faut pour lancer un poids d'1 kg à 4 m de hauteur .
Je pense qu 'en s'inspirant des putching-ball de foire que l'on frappe et qui font monter un objet, vous pourriez avoir une idée de l 'énergie donnée par un coup de poing .Je mettrais tout simplement un objet accroché à une ficelle et par en dessous mettre un coup de poing, reste à mesurer la hauteur que prend l'objet !!

[LPFR]

Bonjour.
Effectivement "puissance d'un coup de poing" ne veut pas dire grand chose. En tout cas, pas de quantité mesurable.
Il y a deux choses qui ont un sens: l'énergie (cinétique) portée par le poing et le bras avec la partie d'énergie qui est effectivement transférée à la victime. L'autre est la quantité de mouvement, dont une partie est aussi transférée au récipiendaire.

Avec un capteur de force, vous pouvez mesurer la force en fonction du temps et, en intégrant vous obtenez

qui est la quantité de mouvement (moment linéaire) du poing plus du bras.
Pour mesurer l'énergie vous pouvez envisager de taper sur un ressort et mesurer la compression maximale 'x'. L'énergie sera ½kx², où 'k' est la constante du ressort.
Pour taper sans vous blesser vous pouvez essayer un cousin d'air (une balle, plusieurs couches de plastique à bulles. Ça faussera un peu les mesures d'énergie mais non celles du moment linéaire.

Par contre, il est beaucoup plus difficile de mesurer l'énergie transférée. Ça dépend des caractéristiques de la chose sur laquelle on tape.
Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[didou1982]

Bonjour,
Tout d'abord merci pour les réponses.
Je précise effectivement que ce que je cherche réellement n'est pas une puissance mais une pression.
J'ai plutôt parlé de force dans mon message car je ne préfère pas prendre en compte la surface pour le moment.

Ce qui me posais problème, c'est que si je lache sur ma tête un boule de pétanque de 1kg à 4 mètre du sol, cela me parrait nettement plus risqué que de poser une boule de même dimension mais de 9kg sur ma tête.
J'ai l'impression que le problème vient du temps de 0.1 seconde pour la durée du choc car si j'arrive a la déterminer je suppose qu'elle sera plus petite et permettra de se rapprocher de la réalité.

Un objet arrivant sur un autre à une vitesse x cause une déformation des 2 objets.
Sur cette hypothèse:
Si je fais tomber une plume sur le sol, elle et le sol vont se déformer mais proportionnellement a un élément qui se rapprocherai je pense de la souplesse et lélasticité.

Donc si j'arrive a déterminer le temps de déformation des 2 objet j'aurais la duré du choc.

Mais ce n'est qu'une hypothèse et j'aimerai bien votre avis.

[Gilgamesh]

Ce qui me posais problème, c'est que si je lache sur ma tête un boule de pétanque de 1kg à 4 mètre du sol, cela me parrait nettement plus risqué que de poser une boule de même dimension mais de 9kg sur ma tête.

Oui, parce que ce qui cause du dégât c'est l'énergie transmise (la déformation d'une structure n'est rien d'autre qu'un transfert d'énergie). Pour que de l'énergie soit transférée, il faut qu'une force travaille. Le travail d'une force, c'est le produit de l'intensité de cette force (en Newton, exprimé plus usuellement en kilogramme-force, mais c'est péché) par le déplacement du point d'application (en mètre). Soit pour un objet qui tombe :

E = mgh

mg représente le poids et h la hauteur de chute.

Si m = 1 kg
E = 1 * 9,81 * 4 ~ 40 Joules.

Si tu poses 9 kg directement sur la tête (à vitesse nulle) aucune énergie de chute ne t'est transmise.

Par contre il y a bien une pression d'exercée. Tant que cette pression ne dépasse pas la contrainte de rupture (qui a également la dimension d'une pression, ratio d'une force sur une surface, par exemple la section d'un os) alors il y a déformation, mais faible. La force a travaillé (un peu, qq mm), de l'énergie est transmise à la structure, mais elle est stockée sous forme élastique : la structure se déforme, mais c'est réversible et dès que la contrainte cesse, l'os restitue cette énergie. Quand la contrainte limite est dépassée, l'os se brise, la masse rentre en mouvement ; de l'énergie (mgh) est transmise de façon non réversible et transformée en déformation de la structure. Crouitch...

a+

[triall]

Bonsoir, alors moi je ferais ainsi :
Suspendre l'objet à frapper avec une corde ou une tige rigide dont on néglige les poids .
Ensuite donner le coup de poing à ce punching-ball , noter l'altitude atteinte h , et écrivez que mgh=1/2mv² , vous saurez ainsi la vitesse qu'aura atteint votre punching-ball v , en position basse ou pas loin .

Ensuite vous avez alors la quantité de mouvement que l'on suppose égale à mv et qui est égale à F.t en considérant F Force donnée au punching constante et t temps pendant lequel cette force est donnée , c'est aussi la définition de la quantité de mouvement . Si l'on trouve 100 Newtons par seconde , par exemple on pourra déjà dire qu'une force de 1000N s'est exercée pendant 0.1 sec ou 10000 N pendant 0.01 sec ......

Pour connaître la Force, on peut utiliser alors 1/2mv²= F.L pareil F , Force donnée à l'objet sur la distance L .

Il suffirait de connaître cette distance L pour trouver la force F (film au ralenti par exemple) , et on trouve le temps que dure le choc ..

Alors tout ce raisonnement devrait se faire plutôt avec le moment angulaire, à la place de mv quantité de mouvement, vitesse angulaire w au lieu de vitesse , angle alpha au lieu de L , moment de la force au lieu de la force et à la place de la masse le moment d'inertie J et l'energie cinétique de rotation 1/2.Jw² au lieu de 1/2mv² ...