Energie cinétique, poids masse et crash test comment lui expliquer ?

[invite385ae647]

wai, mais non à chaque fois tu divises cette énergie ........................
De plus une corde indéformable ne peut pas rompre par définition.

m@ch3

OK, Je ne vais me me pendre pour ça mais dans cette hypothèse, je prendrais une corde élastique pour lui laisser une chance de se rompre..
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[invite897678a3]

Bonjour à tous,

... je prendrais une corde élastique pour lui laisser une chance de se rompre..

Ne faites surtout pas cela!
-- car nous perdrions l'occasion de rigoler,
-- et de plus, quelle terrible et lente agonie!

Ce qui compte c'est la charge limite de rupture, que la corde soit élastique ou non.

C'est la fable du chêne et du roseau:
Sinon, comment expliquer aux passagers d'un avion rencontrant de (violents) "jet streams"
en haute altitude, qu'il est normal de voir une amplitude de plusieurs mètres en bout d'ailes
et les nacelles réacteurs osciller frénétiquement!

Comment expliquer qu'une structure trop rigide conduirait à une rupture?

[invité576543]

Bonjour,

J'hésitais à intervenir dans ce débat de haute tenue , et l'eus-je fait, j'aurais parlé de cordes en spéléologie et en alpinisme.

Car si c'est bien un domaine où les charges de rupture, aussi bien statique que dynamique, ont une importance très pratique, ce sont ces deux là.

Consultons un catalogue, d'une petite boutique spécialisée parisienne...

Une corde spéléo:

http://www.au-vieux-campeur.fr/gp/as...?codprd=200941

On y voit l'indication de résistance statique, 2470 kg (oui, kg, messieurs les physiciens)

On voit aussi un nombre de chute "facteur 1" sous 80 kg (53), et l'allongement (5%)

Prenons maintenant un corde d'alpinisme:

http://www.au-vieux-campeur.fr/gp/as...?codprd=200192

Là il n'est plus question de "résistance statique", mais de "force de choc (avec 80kg)" 820 DaN.

On a 7 chutes à facteur 1.77 avec 80 kg, et un allongement de 9,5%.

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Pourquoi présente-je ceci? Simplement parce qu'il s'agit de pratique, et d'un domaine où le vocabulaire est intermédiaire entre celui de MrHyde et celui des scientifiques. Qui plus est, il ne s'agit pas de littérature, ni de haute physique. C'est une sorte de physique vulgarisée sérieuse. Ce sont ce sont des chiffres sérieux sur lesquels des non physiciens risquent leur vie,

Je suggère donc que les deux camps méditent sur ces chiffres, et les entrent dans leur approche respective.

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Quelques explications qui peuvent être utile:

1) Le "facteur". C'est le rapport entre la hauteur de chute avant que la corde se tende, et la longueur de la corde entre la masse (alpiniste, spéléologue, ...) qui tombe et le point d'accrochage. Un facteur 1 correspond à une chute à partir du point d'accrochage: le gugusse se tient au point d'accrochage de la corde et lâche. Exemple pour un facteur 1,77: l'alpiniste est à 3 m au-dessus du point d'accrochage auquel il est relié par 4 m de corde, et il lâche: total de chute 3+4, divisé par 4 = 1,75.

Pourquoi prendre un rapport? Simplement parce qu'en cas de chute dynamique, la résistance dépend de la longueur de corde...

2) Pourquoi une différence entre la spéléo et l'alpinisme? En général en spéléo on descend d'abord et on monte ensuite, en alpinisme c'est le contraire. Et alors? En spéléo on installe la corde quand on est en haut, on est toujours au-dessous du point d'assurance (du point de la paroi auquel on tiendra en cas de chute). Qui plus est les chutes sont rares, ce qu'on demande d'abord c'est que la corde tienne une charge statique. En alpinisme, le premier de cordée est en général au-dessus du point d'assurance, le risque de chute est plus grand, on demande une corde qui tienne à un effort dynamique, à facteur >1

3) C'est quoi le "nombre de chutes"? C'est le nombre de chutes "calibrées" (masse et facteur de chute) avant que la corde casse! La résistance d'une corde "s'use". On s'intéresse moins à la chute max qu'à l'effet de plusieurs chutes successives.

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Voilà pour le moment, il y a d'autre trucs sur le forum...

Pourquoi ce texte? Pour montrer à l'un que demander un chiffre unique pour parler d'un choc et d'une corde n'est pas suffisant; et que "ça dépend" (à méditer la différence spéléo/alpinisme, la notion de facteur de chute, ...). Et pour montrer aux autres qu'il existe un autre vocabulaire que celui des physiciens pour des problèmes pratiques de cordes et de chocs...

En espérant que ça concourt à combler un peu le fossé d'incompréhension que je crois détecter dans ce fil...

Cordialement,

[JPL]

En espérant que ça concourt à combler un peu le fossé d'incompréhension que je crois détecter dans ce fil...

Dans cette corde ?

Mais je maintiens que la présentation intuitivo-théorico-pratique la plus parlante et la plus exacte est :

Pour illustrer ça, le mieux est de comparer à une hauteur de chute : une vitesse de 70 km/h correspond à tomber d'une hauteur de 20m.

Rien n'est faux (contrairement au texte dans la question de départ) et c'est très imagé.

[invite897678a3]

à Michel (mmy)

Voici un exemple typique d'exploration non sécurisée.

[invite0e4ceef6]

En faisant ces hypothèses ont abouti à des valeurs infinies, on ne peut pas calculer. Si l'impact est instantané, le changement de vitesse est instantané, donc l'accélération est infinie et la force appliquée aussi.
De plus une corde indéformable ne peut pas rompre par définition.

c'est de la physique pas des maths, pas d'infini en physique "réelle". au mieux c'est beaucoup quand on ne connait peux estimer la valeur a un degré de présision ne cessaire.

une masse de 60kg lancé a 20m/s ne donneras jamais une puissance infinie, même si le temps de transfert total de l'energie cinétique est très court, il n'est jamais infiniment court. ou alors c'est un balle de ping-pong en carbonne 60 sur une table en diamant. leur rigidité propre, fait que l'energie cinétique est immédiatement transmise et sans domage pour leur struture propre, il reste toutefois qu'il n'y a pas d'information pouvant depassé la vitesse de la lumière, et dans un matériaux aussi rigide soit-il, ça doit pas être aussi rapide que dans l'espace. (pas d'infini donc)

-> misterhyde, n'oublie pas que le chiffre de 1,4/1,8, tonne est une donnée "relative" pour que cela soit vrai, il est necéssaire qu'il y ait une décélération violante et courte. c'est pour cela que l'on a inventé le frein, qui permet de transformer cette energie durant un laps de temps assez long, du moins assez long pour ne pas avoir a ce prendre 30 G d'un coup 60kg x 30 = 1800kg.

[mach3]

c'est de la physique pas des maths, pas d'infini en physique "réelle". au mieux c'est beaucoup quand on ne connait peux estimer la valeur a un degré de présision ne cessaire.

une masse de 60kg lancé a 20m/s ne donneras jamais une puissance infinie, même si le temps de transfert total de l'energie cinétique est très court, il n'est jamais infiniment court. ou alors c'est un balle de ping-pong en carbonne 60 sur une table en diamant. leur rigidité propre, fait que l'energie cinétique est immédiatement transmise et sans domage pour leur struture propre, il reste toutefois qu'il n'y a pas d'information pouvant depassé la vitesse de la lumière, et dans un matériaux aussi rigide soit-il, ça doit pas être aussi rapide que dans l'espace. (pas d'infini donc)

entièrement d'accord, c'est pour cela qu'un arrêt instantané n'est pas physique (et de toutes façons une accélération ne peut pas dépassé une valeur limite fixée par la RG sous peine de création d'un horizon...), on va donc dire un arrêt "rapide", mais rapide ça veut dire quoi? combien de temps des millisecondes, des microsecondes? il faut des données expérimentales ou des caractéristiques objet/obstacle précises.

m@ch3

[invite6754323456711]

Bonjour,

J'hésitais à intervenir dans ce débat de haute tenue , et l'eus-je fait, j'aurais parlé de cordes en spéléologie et en alpinisme.

Merci pour ces ficelles mmy. Elles ont permis de sortir des cordes de la discorde

Patrick

[invite49bc4a1c]

pour moi, le Ec est égal à 11342.6Joule c'est à dire enérgie cinéique au moment de l'impact sahant que v=cte...en d'autre terme à l'état isolé du système on retrouve 11343 J à peu pret qui est transmise au mur, si c'est un mur ou le sol si c'est le sol;...c'est tout...il faut, justement, distinguer Ec et la masse et le poid...ce sont des entités entièrement différente.
si au moment de l'impact on suggère Fext=Ec (en valeur absolu) alors le corp pèserra 1.13 tonne et non 1.8 tonne...sachant que g=10N/kg...c'est ce que je pense.

[mach3]

si au moment de l'impact on suggère Fext=Ec (en valeur absolu)

mais pourquoi? pour quelle raison? cela ne veut rien dire et n'a aucun sens physique.

m@ch3

[invite49bc4a1c]

IFextI=IEcI...imagine un engin, un corp qui applique une force P égal à son poid sur le mur, on sais que W (F) = F*d, d=1m alors Iw(F)I=IFI... et c'est en convertissant la valeur absolu calculée qu'on trouve la masse du corp qui est égal à 1.13Kg dans ce cas...
tous mes calculs sont à considérer dans un système isolé. et je précise que cos (F,P) est égal à 1 dans la position verticale et puisque en parle de système isolé verticale ou horisontal c'est pareille...on peut dire aussi dans la position H que cos [F,(AB)]=1.

[inviteaefe4c90]

Donc si je comprend à cette vitesse un homme de 60 kg peut déplacer un objet de 1,8 tonne au repos, ce qui veut dire que cette interprétation est un indice sur le travail que votre système peut accomplir.

[invite49bc4a1c]

oui c'est exactement ça, mais la force appliquée est égal à Ec/d' ou la distance parcouru par le corp eventuelle de masse inférieur à 1.13tonne, car dans le cas contraire, à l'oeil nu on peut pas observer le déplacement...

[mach3]

IFextI=IEcI...imagine un engin, un corp qui applique une force P égal à son poid sur le mur, on sais que W (F) = F*d, d=1m alors Iw(F)I=IFI.

mais pourquoi 1 metre? en vertu de quoi?? pourquoi pas 10 cm ou 5,7808 km??

pour le reste ça tient pas trop debout...

m@ch3

[invite49bc4a1c]

bonsoir,
1 metre car il faut un mettre pour avoir IFI=IWI=IEcI, la loi du travail, (pas législative biensur) impose que l'unité de d soit le métre et pas le cm ou le km...biensur je suppose que F=cte
tu comprend?.

[Médiat]

Oh ben, c'est Rambo contre Terminator ici .

Précision : je ne suis pas physicien, mais j'ai quelques souvenirs de ma classe de 3ième, tant pis si je me ridiculise (comme chaque fois que j'essaye de parler de physique).

Si 60 kg sont équivalent à 1800 kg, c'est que l'accélération est 30 fois plus importante (on peut donc négliger la composante verticale), soit environ 30g (environ 300 m/s²), cette accélération correspond au passage de 70 km/h (disons 72 km/h c'est à dire 20 m/s) à 0.
Or v = at+k (a=accélération), comme au temps t=0 (juste avant le choc) v = 20 on en déduit que k = 20, et comme a = -300 (négatif puisque que décélération), on obtient v=-300t+20, lorsque la vitesse est nulle t = 2/30 de secondes (est-ce réaliste ou non, je n'en ai aucune idée). Ce temps de 2/30s doit être considéré comme une valeur moyenne de résultats d'expériences (choc contre un mur en béton d'une voiture moyenne etc...)

Merci à misterhyde de ne pas m'insulter trop vite et de laisser le temps aux vrais physiciens de corriger mes nombreuses erreurs avant de considérer ces explications comme "crédibles".

[mach3]

Ce temps de 2/30s doit être considéré comme une valeur moyenne de résultats d'expériences (choc contre un mur en béton d'une voiture moyenne etc...)

ok, pourquoi pas. Mais dans ce cas, il faudrait voir les résultats expérimentaux en question.

1 metre car il faut un mettre pour avoir IFI=IWI=IEcI, la loi du travail, (pas législative biensur) impose que l'unité de d soit le métre et pas le cm ou le km...biensur je suppose que F=cte
tu comprend?.

je comprends que tu devrais réviser la mécanique du point de base avant de raconter n'importe quoi... Si tu prends la distance de 1m, c'est que la force s'applique colinéairement au déplacement sur 1m. Quelle force s'applique colinéairement au déplacement sur 1m dans notre exemple?? aucune.

m@ch3

[invite4c512d8f]

J'ai arrêté de lire à la seconde page, j'espère que personne n'a répondu avant moi.
Le passager a avant l'impact une vitesse , une masse , donc une énergie cinétique .

Bon, il se prend un mur, celui ci exerce sur lui une force qui le fait décélerer. Après l'impact la vitesse du passager est nulle, le travail de la force exercée sur lui par le mur est donc égal à son énergie cinétique initiale.

Ce qui est appelé poids dans la citation est en fait la force divisée par . Mais comment déterminer la force? On connait le travail , or celui-ci est tout simplement donné par la formule où est la distance que parcourt le centre de masse du passager pendant que la force est exercée sur lui.

La distance doit être à mon avis de l'ordre de 30 cm s'il se prend un mur (écrasement de la voiture et du passager...). Inversons donc les formules pour voir quelle distance correspond à une force de 1800*9.81 Newton (poids d'un objet de 1800 kg dans le champ de gravitation à la surface de la terre. Donc :



La personne qui a écrit la phrase citée a donc à mon avis estimé que le passager parcourt 60 cm après avoir touché le mur et a ensuite arrondi le résulatat. La phrase, telle qu'elle est écrite, est bien sur fausse car les termes physiques utilisés ont des définitions précises, mais on peut toutefois deviner ce que l'auteur avait en tête. Je conseille donc de ne pas la présenter à un gamin de 12 ans, un tel concept fallacieux suffira à exploser son intuition physique.

[invite49bc4a1c]

ce qu'on demmande n'est pas de simple calcul mais il s'agit de prouver qu'elle est en Newton la force qui pouce le mur, il y a échange d'énérgie, d'une forme cinétique à une forme interne, et ça se dévoile dans les eventuelles changement de forme du mur, si le mur ne change pas de forme, dans ce cas le véhicul s'ecrasera à un point maximum à un instant "t" et deviendera immobile pendant des nanosecondes, à cet instant t la F de réaction est égal à la force d'action, somme des F est nul, par le bié du simple calcule on peux pas estimer l'équivalent en "poid" de cette force que de ma manière de prouver...en supposant que la somme des F est nulle et que V est cte alors IFI=IWI en analogie avec un corp en chute libre d'un métre au moment de l'impact, le travail de son poid (dont le changement de vaeur est négligé) alors est égal à Ec...en travail avec un système isolé où il y a qu'une seul force qui s'exerce...et cos (F, axe de F)=1, de même que cos (P, axe de P)=1...cette analogie n'est valable que dans le cas où P est quasiment verticale sur l'axe de F...
ne trouvez vous pas que j'ai raison?...heureusement que W(F) et Ec sont des valeur d'énergie qui aident beaucoup dans le calcul...

[invitebd2b1648]

T'as pas l'impression que |F|=|W| est faux puisque des Joules ne seront jamais égales à des Newtons ?!

[invite49bc4a1c]

sinon, j'ai une autre idée qui devera aboutir au même résultat, si on calcul la différence entre la longueur du vehicule avant l'expérience et celle d'après, et en calcul la vitesse de freinage on trouvera qu'elle est constante, c'est à dire que delta V=cte, et bien sur il est négatif, et il ne reste qu'appliquerla formule F=m* l'accélération a...l'accélération a négatif alors, la masse du corp connu, on remplace toute valeur inconnu par ça valeur expérimentale connu, et c'est tout...on a F de réaction qui est égal à la force qu'applique le corp dans le paroxisme de sa tention, avant la détente lorsqu'il reviens en arrière...le résultat sera époustouflant.

[invite49bc4a1c]

je sais que joule ne veux pas dire newton mais...ça "I....I" ça veux dire valeur absolu...dans ce cas j'ai raison.

[invite49bc4a1c]

je veux dire par IFI...la force supposée et pas la force qui exerce vraiment sur le corp car dans le cas contraire on a le vrai W est égal à zéro ce qui est vrai sans la comparaison ou l'analogie avec la chute libre...

[mach3]

c'est fini le grand n'importe quoi??

je sais que joule ne veux pas dire newton mais...ça "I....I" ça veux dire valeur absolu...dans ce cas j'ai raison.

les newtons sont des Joules par mètre, je vois pas le rapport avec la valeur absolue...
Si tu as un travail qui se trouve être par hasard égale à la norme de la force, ça ne peut être que fortuit car la définition du mètre est arbitraire. Ce que tu dis dépend du système d'unité choisi, or la nature se contrefiche du système d'unité dont tu te sers, donc ce que tu dis n'est pas physique.

m@ch3

[invite49bc4a1c]

elle se contrefiche!!!...c'est les loi de mathèmatique mon ami, et je te signiale qu'on philosophie on dit que la philosophie s'aplique sur elle même et sur la réalité, l'epstimologie tu connais pas ça!!!...mon but étais de connaitre la valeur absolu alors je l'ai connu, et c'est une loi mathèmatique, et les maths sont le language de toute science expérimentale.

[invite49bc4a1c]

on vas pas faire de la philosophie et entrer dans les incertitudes de calcul et tout le tralala...nous en trvail à l'approximatif...nous sommes pas en position de chercher une nouvelle loi.

[invite49bc4a1c]

ce mot "Fortuit" ça, c'est pas de la physique, je te dit que si je pouce un vehicule avec 100 newton, sur 10 metre, il a une énérgie cinétique de mille joule et un travail de force égal à 1000 joule aussi au moment où je relache...quelque soit sa masse et sa vitesse...tu comprend, plus la masse est légère, plus la puissance de mon action est grande, plus la masse est grosse plus la puissance de mon action est faible...et visversa, et qui dit puissance dit vitesse.

[invite49bc4a1c]

et c'est pas du n'importe quoi.

[invitebd2b1648]

Je peux répondre, je peux répondre !
Lol, c'est du n'importe nawak ! lol

@ +

[mach3]

je te dit que si je pouce un vehicule avec 100 newton, sur 10 metre, il a une énérgie cinétique de mille joule

oui, mais pourquoi 10 metres maintenant??? je croyais que c'était 1 metre? faudrait savoir!!

un modo s'il vous please , il faut achever ce fil qui se tord de douleur

...

m@ch3