Pendule simple en choc

[NJK90]

Bonjour tout le monde,

Je viens vers vous concernant l’un des TPs que je suis en train de réaliser. C’est un essai pendule simple en choc, il ressemble à l’essai Charpy sauf que je n’atteins pas la rupture. Il suffit juste de lâcher le pendule (une pièce à tester est fixée ai pendule) avec un angle alpha, la pièce fixée au pendule va taper un impacteur en bas du pendule puis elle rebondit. A chaque impact et rebond j’enregistre l’angle maxi et la vitesse angulaire maxi (c’est-à-dire juste avant l’impact).

Je détermine ensuite l’énergie potentielle et l’énergie cinétique.

Pour cela j’ai utilisé l’ensemble de ces formules :

Hauteur de chute Hc=L*(1-cos(alpha)) avec L est la longueur du pendule (m) et alpha (deg) est l'angle de lâcher.

Ep (J)= M*g*Hc avec M (Kg) est la masse totale du pendule et g=9.8 m/s²

vitesse de chute (m/s) Vc= sqrt(2*g*Hc)

Ec (J)=0.5*Ioy*(Va^2) avec Ioy (Kg.m²) c'est l'inertie par rapport à l'axe de rotation Y et Va (deg/s) est la vitesse angulaire mesurée (convertie ensuite en rad/s).

J'obtient les résultats suivants:







Le problème c'est que l'énergie cinétique je détermine est trop inférieure à l'énergie potentielle. Est ce logique pour vous?!!!? car pour moi, et surtout pour le premier angle de lâcher, l'énergie cinétique doit être très proche de la potentielle.

Je suis perdu!! car je ne peux pas vérifier l'exactitude de ma démarche même si c'est trop simple!!

Pourriez vous m'aider à ce sujet?

Merci d'avance.
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[phys4]

Bonjour,
Il y a beaucoup d'incohérences dans votre tableau :
la vitesse angulaire et la vitesse de chute doivent être identiques aux unités près, or l'on ne retrouve pas la proportionnalité.

Toutes les quantités indiquées sont mathématiquement liées, si elles sont relatives à un intervalle entre deux impacts.
Pour un numéro d'impact, il faudrait indiquer les mesures avant ou après impact ?

[NJK90]

D'abord, merci pour votre retour.
Si les deux vitesses sont quasiment les mêmes, il faudra juste convertir la vitesse angulaire qui est en degré/s en rad/s. Pour la première ça deviendra 0.192 rad/s.

Quant à votre dernière question, si j'ai bien compris, l'énergie potentielle est calculé avant l'impact et pour chaque angle maxi mais l'énergie cinétique est calculée juste avant l'impact c'est à dire quand la vitesse angulaire est maximale.

[phys4]

Les deux vitesses doivent se correspondre, ainsi que les énergies.

C'est presque vrai pour la première ligne et devient de plus en plus faux ensuite.
Pour les énergies, il y a en plus un coefficient erroné : pour un rayon de 1m, le moment cinétique devrait être égal à la masse , d'où provient la valeur 0,82 ?
Je suppose qu'il existe une erreur de zéro importante sur l'une des mesures, la mesure de l'angle max devrait être précise, si le point d'impact correspond à 0°
mais comment mesurez vous la vitesse au moment du choc ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[le_STI]

Ec (J)=0.5*Ioy*(Va^2)

Salut.

D'autres me corrigeront peut-être, mais si la masse est assimilée à un point, il faudrait plutôt que tu utilises la formule Ec=1/2*m*Vc² (Vc étant la vitesse tangentielle).
Tu peux toujours lui ajouter l'énergie cinétique de rotation, mais il faut la calculer autour de l'axe passant par son centre de gravité (sur le principe du calcul de l'énergie cinétique d'un cylindre en rotation).

[le_STI]

... je voulais dire "d'un cylindre roulant"