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



  1. #1
    misterhyde

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


    ------

    bonjour à tous,

    que répondre à un jeune qui cherche à comprendre le commentaire suivant d'un crash test :

    "à 70km/h un adulte de 60kg pèse 1,8 tonnes"


    Comment vulgariser à son intention E=1/2 mV2,.... comment lui expliquer la "combine " , je n'ose écrire la formule, permettant en simplifiant, de "calculer"en fonction de la vitesse (en m/s) ce que l'on appelle ici le "poids"(en kg) à l'impact à partir du poids à l'arrêt..??
    Je sais que cela va faire grincer des dents les scientifiques ....que la masse n'est pas le poids...etc..etc ...mais pour être compris de certains, il est parfois nécessaire de simplifier à l'extrème.....en attendant la maturité et l'acquisition d'un savoir plus élaboré...
    Merci pour lui!

    -----

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  3. #2
    JPL
    Responsable des forums

    Re : energie cinétique, poids masse et crash test comment lui expliquer??

    Cela ne veut rien dire. Le "poids" apparent est fonction de l'accélération, donc à vitesse uniforme cette affirmation n'a aucun sens.
    Rien ne sert de penser, il faut réfléchir avant - Pierre Dac

  4. #3
    misterhyde

    Re : energie cinétique, poids masse et crash test comment lui expliquer??

    Citation Envoyé par JPL Voir le message
    Cela ne veut rien dire. Le "poids" apparent est fonction de l'accélération, donc à vitesse uniforme cette affirmation n'a aucun sens.
    Si je peux me permettre...A l'impact, la vitesse devient nulle..et n'est donc plus "uniforme"..!!

    Quant à cette affirmation "qui n'a aucun sens"..elle n'est pas de moi....mais elle a cependant un certain sens, imagé, certes, et assez peu scientifique...je l'ai annoncé..mais elle est suffisamment courante....pour mériter une explication peut être simpliste, mais claire, à l'intention d'un gamin de 12 ans, curieux et désireux de comprendre...de la part d'un esprit "éclairé...tant il est vrai que "ce qui se conçoit bien s'énonce clairement"....mais tu n'es sans doute pas l'élu??

  5. #4
    Coincoin

    Re : energie cinétique, poids masse et crash test comment lui expliquer??

    Salut,
    je n'ose écrire la formule, permettant en simplifiant, de "calculer"en fonction de la vitesse (en m/s) ce que l'on appelle ici le "poids"(en kg) à l'impact à partir du poids à l'arrêt..??
    Pourrais-tu donner cette formule ? Je suis très curieux de la connaître, car pour moi, comme l'a dit JPL, la citation n'a aucun fondement scientifique.
    Encore une victoire de Canard !

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    misterhyde

    Re : energie cinétique, poids masse et crash test comment lui expliquer??

    Citation Envoyé par Coincoin Voir le message
    Salut,Pourrais-tu donner cette formule ? Je suis très curieux de la connaître, car pour moi, comme l'a dit JPL, la citation n'a aucun fondement scientifique.
    J'ai écrit "donnez moi la "combine", je n'ose écrire la "formule", pour signifier par ce terme un peu vulgaire de "combine" par opposition au noble terme "formule" que j'étais conscient du caractère peu scientifique, "stricto sensu", de la forme de ma demande d'éclaircissement à l'intention, je le répète d'un gamin de 12 ans au niveau duquel il faut accepter de se mettre pour en être compris!
    La vraie formule, que j'ai rappelée, est celle de Einstein, E=1/2 mC2, qui ne doit pas être inconnue sur ce forum...mais il est hors de question aujourd'hui de présenter ce gamin à Einstein, plus tard, peut être, car il est curieux, et donc, je pense, intelligent!!
    Un vrai scientifique comprendra évidemment parfaitement le sens de ma question et comme je sais ,pour en avoir fréquenté un certain nombre, que les vrais "grands" sont en général modestes, il ne "tirera pas en touche" en disant qu'elle "n'a pas de sens" mais descendra tout de suite de son piédestal pour arriver au niveau du gamin qui le sollicite... et lui répondre simplement et gentiment....alors, inutile de brasser de l'air...attendons qu'il passe par la, OK??

  8. #6
    JPL
    Responsable des forums

    Re : energie cinétique, poids masse et crash test comment lui expliquer??

    D'abord Einstein n'a rien à faire ici. Ensuite Einstein ce n'est pas E=1/2mc2.
    Ta première formule avec 1/2mv2 était bonne mais la formulation correcte devrait être : l'énergie cinétique d'un homme de 60 kg lancé à 70 km/h est égale à celle d'une masse de 1,8 tonnes tombant d'une hauteur de... j'ai la flemme de calculer.
    Rien ne sert de penser, il faut réfléchir avant - Pierre Dac

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  10. #7
    Ouk A Passi

    Re : energie cinétique, poids masse et crash test comment lui expliquer??

    Bonjour,

    Je pense qu'il s'agit simplement du théotrème de l'énergie cinétique
    (énergie en joules).

    Pour un enfant de 12 ans, je propose une approche un peu fausse,
    mais très accessible, car ne faisant appel qu' des notions simples:

    Pour enfoncer un clou dans une planche, il faut un marteau.
    La tête du marteau a une masse de 200 grammes.

    Si je tiens le clou verticalement contre la planche, et que je pose le marteau dessus,
    il ne va rien se passer.
    Di je pose sur le clou un marteau de 200 kilogrammes, la probabilité pour que le clou
    s'enfonce est importante (attention aux doigts, tout de même!).

    Si je reprends mon petit marteau de 200 g et que je le manie vivement,
    je vais aussi parvenir à enfoncer le clou.

    Le petit marteau à qui on communique une vitesse aura autant d'énergie (cinétique)
    que le gros marteau possède du fait de son poids (énergie potentielle).

    Ah, zut, je n'ai parlé que d'énergie!

  11. #8
    Coincoin

    Re : energie cinétique, poids masse et crash test comment lui expliquer??

    Citation Envoyé par misterhyde Voir le message
    Un vrai scientifique comprendra évidemment parfaitement le sens de ma question et comme je sais ,pour en avoir fréquenté un certain nombre, que les vrais "grands" sont en général modestes, il ne "tirera pas en touche" en disant qu'elle "n'a pas de sens" mais descendra tout de suite de son piédestal pour arriver au niveau du gamin qui le sollicite... et lui répondre simplement et gentiment....alors, inutile de brasser de l'air...attendons qu'il passe par la, OK??
    Je ne sais pas ce qui te rend si agressif (mais peut-être n'est-ce qu'une impression). Figure-toi qu'il y a de nombreux "vrais scientifiques" sur ce forum, beaucoup faisant aussi de l'enseignement. Pour moi, un "vrai scientifique" te dira clairement que la phrase "à 70km/h un adulte de 60kg pèse 1,8 tonnes" est fausse. Il n'y a pas à tergiverser, ce serait antiscientifique de se forcer à lui donner un sens. Le gamin de 12 ans ne comprendrait pas, à juste titre, pourquoi il ne se sent pas peser plus d'une tonne quand il est en voiture. Le plus important dans la science, ce ne sont pas les métaphores impressionnantes, mais la rigueur et la curiosité.

    Ce qu'on peut expliquer au gamin, c'est que dans le cas d'un choc, l'énergie est d'autant plus grande que les objets sont lourds (mieux vaut rentrer dans une mobylette que dans un semi-remorque) et que la vitesse est grande (demande-lui s'il préfère se prendre un mur en marchant ou en courant). 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. C'est l'image utilisée par une campagne de prévention pour la sécurité routière qui montrait des gens tomber d'un immeuble.
    D'un point de vue pédagogique, je pense qu'il est bon de réfléchir ensemble pour trouver des images parlantes. En tant que physicien, je suis incapable de savoir directement ce que représente 1000 joules d'énergie cinétique, mais je m'imagine ce que peut représenter un melon lancé à la vitesse d'une voiture sur autoroute... Donc si je discutais de science avec un gamin de 12 ans, l'effort que je ferais serait de convertir tous mes chiffres en image intuitive (Feynman racontait que son père était ainsi : il lui expliquait que la taille d'un dinosaure correspondait à une bête qui arrivait jusqu'à la fenêtre de l'immeuble et dont la tête passe à peine par la fenêtre, ce qui est beaucoup plus marquant que de parler en dizaines de mètres...)
    Encore une victoire de Canard !

  12. #9
    misterhyde

    Re : energie cinétique, poids masse et crash test comment lui expliquer??

    Citation Envoyé par Coincoin Voir le message
    Je ne sais pas ce qui te rend si agressif (mais peut-être n'est-ce qu'une impression). Figure-toi qu'il y a de nombreux "vrais
    OUI, et impression fausse.....!! Facétie du net!!!

    Merci à ceux qui se sont donnés le mal de répondre (dommage pour celui qui a "eu la flemme"..) mais...
    .....je reformule la question à la manière du gamin:

    *si le corps de 70kg percute à 60km/h le plateau d'une balance, elle indiquera quel chiffre, cette balance, car elle indiquera bien un chiffre,non??...et je confirme quand même que dans tous les écrits de vulgarisation à propos notamment des crash tests...il est courant de lire: le cerveau qui pèse 2kg en pèse 300 à l'impact à telle vitesse.....etc etc....ce qui illustre bien, et c'est le but, je suppose, les raisons traumatiques de l'explosion des organes comme écrasés "par leur propre poids"......, je poursuis

    *qu'indiquerait le plateau de la balance contre lequel serait appuyé le pilote d'un certain poids dans sa centrifugeuse

    *qu'indiquerait le plateau de la balance qui aurait été à la place de la baie vitrée de la télécabine qui a cédé sous l'impact d'un skieur d'un certain poids qui est passé au travers et s'est tué pour y avoir été projeté à une certaine vitesse par un copain en chahutant...?

    comment les "vulgarisateurs" extrapolent-ils la réalité scientifique de E=1/2mV2...pour en arriver à des chiffres dans lesquels il y a bien "quelque chose" de parlant, sinon de scientifiquement irréprochable??

    Je suis sur qu'un prof de physique puisqu'il y en a sur ce forum, est à même de répondre.....non??
    Ouk A passi y était presque mais ...sa pudeur l'a empêché de convertir l'énergie en poids....
    à quelle vitesse le marteau de 200g aurait-il autant d'énergie (cinétique, okok) pour enfoncer le clou qu'enfonce le marteau de 200kg grace à son énergie( "potentielle" okok!)...

    Allez soyez sympas...répondez à ces questions simples, maintenant que j'ai bien "enfoncé le clou"...et avant que je ne devienne..."marteau"

  13. #10
    mach3
    Modérateur

    Re : energie cinétique, poids masse et crash test comment lui expliquer??

    si le corps de 70kg percute à 60km/h le plateau d'une balance, elle indiquera quel chiffre, cette balance, car elle indiquera bien un chiffre,non??
    ca dépend de la balance... c'est pourquoi on ne peut pas se baser la dessus. Il faudrait trouver un moyen de stopper la propagation galopante de cette idée sur le poids des choses à une vitesse donnée qui n'a rien de physique. Et c'est pas parce que c'est rabâché partout que ça a une quelconque valeur de vérité.

    Ce qui fait des dégâts c'est l'accélération, pas la vitesse. Imagine toi projeté sur un mur en béton ou sur un bloc de mousse à 100 km/h tu verras la différence. Le résultat est totalement différent et pourtant au moment du contact avec le beton ou la mousse tu avais la même vitesse. Cela démontre que la vitesse n'est pas le bon paramètre à considérer. La différence elle est où? dans la décélération que tu subis au contact. Un mur en béton ne se déformera pratiquement pas lors de l'impact, la décélération sera très forte, en revanche le bloc de mousse va se déformer très fortement, absorbant l'énergie du choc, la décéleration sera lente.

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  14. #11
    misterhyde

    Re : energie cinétique, poids masse et crash test comment lui expliquer??

    Citation Envoyé par mach3 Voir le message
    ca dépend de la balance..
    Décidément , je n'ai pas l'esprit scientifique...car je ne comprends pas pourquoi "ça dépend de la balance"!!



    Citation Envoyé par mach3 Voir le message
    Ce qui fait des dégâts c'est l'accélération, pas la vitesse.
    accélération, décélération, c'est la même chose, non??Un avion qui se crashe au sol a des dégats et pourtant il n'accélère pas...ou je n'ai encore rien compris?? La science n'est pas mon fort

    Citation Envoyé par mach3 Voir le message
    Imagine toi projeté sur un mur en béton ou sur un bloc de mousse à 100 km/h tu verras la différence.
    Mais les deux variables qui m'intéressent sont le poids du corps projeté, et sa vitesse lors de l'impact sur un obstacle qui doit être une constante donc qu'il ne faut pas faire varier si on veut "scientifiquement" comparer ce qui est comparable...
    Que vient faire la mousse ici??Il faut évidemment considérer un obstacle et un arrêt absolus...et je n'ai pas besoin de beaucoup d'imagination pour réaliser qu'un matelas est moins vulnérant qu'un bloc de béton, et ça n'a en l'occurence aucun intérêt...sinon celui de compliquer inutilement et de noyer le poisson..!

    Il ne faut pas que je désespère....la réponse viendra.....on envoie quand même des sondes sur mars, et au delà.......mais je ne vais pourtant pas téléphoner à la NASA pour leur demander si un poids qui tombe sur le plateau d'une balance fait bouger son fléau...

  15. #12
    mach3
    Modérateur

    Re : energie cinétique, poids masse et crash test comment lui expliquer??

    Décidément , je n'ai pas l'esprit scientifique...car je ne comprends pas pourquoi "ça dépend de la balance"!
    ça dépend des propriétés mécanique de la balance. De sa capacité à absorber le choc dépendra la décélération du corps et la force qui sera appliquée sur la balance, et donc le poids qu'elle affichera.

    Une balance indique le poids converti en kilogrammes (parce que c'est plus pratique), mais elle devrait l'indiquer en Newton qui est l'unité de mesure d'une force. La force c'est la masse multipliée par l'accélération. Le poids d'un objet d'une masse de 10 kilogrammes sera 10x9,8 = 98 Newtons (9,8 est l'accélération de la pesanteur).

    Pour se rendre compte que le poids affiché par la balance ne dépend pas de la vitesse, il suffit de l'emmener dans un ascenseur et de s'y peser. Quelque soit la vitesse de l'ascenseur, tant qu'il n'accélère ni ne décélère elle indiquera le même poids. Le poids affiché dépend de l'accélération et de la masse, pas de la vitesse.

    accélération, décélération, c'est la même chose, non??Un avion qui se crashe au sol a des dégats et pourtant il n'accélère pas...
    oui c'est la même chose au signe près, j'ai dit décélération pour appuyer sur le fait qu'il y a accélération négative dans le cas envisagé. Quand un avion se crashe au sol il décélère brutalement (sa vitesse passe de beaucoup a rien du tout en très peu de temps).

    Mais les deux variables qui m'intéressent sont le poids du corps projeté, et sa vitesse lors de l'impact sur un obstacle qui doit être une constante donc qu'il ne faut pas faire varier si on veut "scientifiquement" comparer ce qui est comparable...
    Que vient faire la mousse ici??Il faut évidemment considérer un obstacle et un arrêt absolus...
    on ne peut pas faire de prédiction sur la décélération d'un objet contre un obstacle sans avoir de détails sur l'obstacle et sur l'objet. Lors du choc l'énergie cinétique va être dissipé sous forme de déformation. Selon la vitesse et l'amplitude de déformation (qui dépendent des propriétés mécanique des matériaux), la décélération sera douce ou violente (mousse/beton).

    Par ailleurs il est impossible de considérer un arrêt instantané : cela signifie une décélération infinie (on passe d'une vitesse a pas de vitesse en un temps nul), donc une force infinie.

    Tout ce qu'on peut se limiter a faire c'est pour un couple objet/obstacle donné réfléchir sur comment la décélération va évolué en fonction de la vitesse. L'énergie cinétique qui devra être dissipé sera d'autant plus grande que l'est la vitesse, les déformations seront donc beaucoup plus forte.

    Il ne faut pas que je désespère....la réponse viendra.....on envoie quand même des sondes sur mars, et au delà.......mais je ne vais pourtant pas téléphoner à la NASA pour leur demander si un poids qui tombe sur le plateau d'une balance fait bouger son fléau..
    je ne désespère pas non plus que tu finisses par comprendre qu'on ne mesure pas une vitesse avec une balance

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

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  17. #13
    JPL
    Responsable des forums

    Re : energie cinétique, poids masse et crash test comment lui expliquer??

    Citation Envoyé par misterhyde Voir le message
    accélération, décélération, c'est la même chose, non??Un avion qui se crashe au sol a des dégats et pourtant il n'accélère pas...ou je n'ai encore rien compris?? La science n'est pas mon fort
    La décélération, dans les formules de la mécanique, c'est une accélération avec le signe moins devant. Concernant l'avion, tout ce qui tombe en chute libre tombe selon un mouvement uniformément accéléré. C'est juste un peu plus compliqué pour l'avion parce qu'il y a aussi en général la composante de son mouvement propre initialement à peu près horizontal.

    Citation Envoyé par misterhyde Voir le message
    Mais les deux variables qui m'intéressent sont le poids du corps projeté, et sa vitesse lors de l'impact
    Tu confond masse et poids. Ce qui est important c'est : quelle est l'énergie cinétique de l'objet au moment du choc et en combien de temps est-elle absorbée ? Comme on te l'a fait remarquer, si elle est absorbée instantanément (mur rigide) cela fait de gros dégât, mais si elle est absorbée progressivement (matelas de mousse) les dégâts seront moindre. C'est d'ailleurs pour cela que l'avant des voitures est conçu pour se déformer lors de l'impact. Cela ne vaut pas un matelas de mousse, mais cela absorbe une partie de l'énergie cinétique. De la même façon il vaut bien que ta tête cogne un airbag que le pare-brise.

    Citation Envoyé par misterhyde Voir le message
    dans tous les écrits de vulgarisation à propos notamment des crash tests...il est courant de lire: le cerveau qui pèse 2kg en pèse 300 à l'impact à telle vitesse
    Cela est de la mauvaise vulgarisation, désolé.

    Citation Envoyé par misterhyde Voir le message
    Décidément , je n'ai pas l'esprit scientifique...car je ne comprends pas pourquoi "ça dépend de la balance"!!
    Eh oui...

    La meilleure réponse est :

    Citation Envoyé par Coincoin Voir le message
    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 ne sert de penser, il faut réfléchir avant - Pierre Dac

  18. #14
    Coincoin

    Re : energie cinétique, poids masse et crash test comment lui expliquer??

    accélération, décélération, c'est la même chose, non?
    Oui. Ce qu'on appelle "accélération" en physique, c'est une variation de la vitesse. Une augmentation de la vitesse donne une accélération positive. Une diminution de la vitesse donne une accélération négative.

    Que vient faire la mousse ici??Il faut évidemment considérer un obstacle et un arrêt absolus.
    Si tu considère que l'arrête est instantané, alors la force est infinie ! Même si la question est simple, la réponse est loin d'être évidente. Tout dépend du temps que va durer le choc, donc de la façon dont les objets se déforment. Ce qui compte c'est le produit de la force par le temps.
    Si tu tombes sur un matelas moelleux, il va se déformer et t'accompagner dans ta chute. Le choc est très long, donc la force est très faible. Au contraire, un mur de béton va donner un choc très bref et donc une force très grande.
    Donc la force que tu ressentiras lors du choc ne dépend pas que de ta vitesse mais aussi de tous les détails du choc. C'est par exemple pour ça que les fabricants de voitures font des voitures qui se déforment bien en cas d'accident. Ça permet de limiter la décélération ressentie par le passager.

    EDIT Argh... pour une fois, c'est moi qui me fait griller... et en beauté !
    Encore une victoire de Canard !

  19. #15
    invite6754323456711
    Invité

    Re : energie cinétique, poids masse et crash test comment lui expliquer??

    Citation Envoyé par misterhyde Voir le message
    Décidément , je n'ai pas l'esprit scientifique...car je ne comprends pas pourquoi "ça dépend de la balance"!!





    accélération, décélération, c'est la même chose, non??Un avion qui se crashe au sol a des dégats et pourtant il n'accélère pas...ou je n'ai encore rien compris?? La science n'est pas mon fort



    Mais les deux variables qui m'intéressent sont le poids du corps projeté, et sa vitesse lors de l'impact sur un obstacle qui doit être une constante donc qu'il ne faut pas faire varier si on veut "scientifiquement" comparer ce qui est comparable...
    Que vient faire la mousse ici??Il faut évidemment considérer un obstacle et un arrêt absolus...et je n'ai pas besoin de beaucoup d'imagination pour réaliser qu'un matelas est moins vulnérant qu'un bloc de béton, et ça n'a en l'occurence aucun intérêt...sinon celui de compliquer inutilement et de noyer le poisson..!

    Il ne faut pas que je désespère....la réponse viendra.....on envoie quand même des sondes sur mars, et au delà.......mais je ne vais pourtant pas téléphoner à la NASA pour leur demander si un poids qui tombe sur le plateau d'une balance fait bouger son fléau...
    Pour pouvoir communiquer il me semble qu'il faut savoir faire aussi quelques petits efforts de compréhension !...

    Votre démarche de communication me semble assez maladroite voir à la limite de la provocation gratuite.

    Bien Cordialement,
    Patrick

  20. #16
    JPL
    Responsable des forums

    Re : energie cinétique, poids masse et crash test comment lui expliquer??

    Impressionnant : deux modérateurs sont d'accord.
    Non, pas impressionnant, c'est de la physique élémentaire que même un ancien biologiste est encore capable de comprendre.
    Rien ne sert de penser, il faut réfléchir avant - Pierre Dac

  21. #17
    misterhyde

    Re : energie cinétique, poids masse et crash test comment lui expliquer??

    Citation Envoyé par mach3 Voir le message

    je ne désespère pas non plus que tu finisses par comprendre qu'on ne mesure pas une vitesse avec une balance

    m@ch3
    ....mais ça ne resoud rien....tu me fais penser au mec à qui tu demandes l'heure et qui t'explique longuement les fuseaux horaires....sans te donner l'heure
    Pourquoi faire simple quand on peut faire compliqué??

    Bonne nuit!!

  22. #18
    mach3
    Modérateur

    Re : energie cinétique, poids masse et crash test comment lui expliquer??

    mais ça ne resoud rien....tu me fais penser au mec à qui tu demandes l'heure et qui t'explique longuement les fuseaux horaires....sans te donner l'heure
    tout simplement parce qu'il n'y a pas d'heure à donner. Il n'existe pas de formule qui donne le poids d'un objet en fonction de sa vitesse, le poids d'un objet ne dépend pas de sa vitesse.

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

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  24. #19
    JPL
    Responsable des forums

    Re : energie cinétique, poids masse et crash test comment lui expliquer??

    Bon là tu commence à devenir lassant ! Ou bien c'est de la provocation ou bien ton seul plaisir est de poster rapidement une réponse contradictoire sans faire le moindre effort pour comprendre les explications qui t'ont été données. Tu as assez d'informations dans les mesages précédents. Passe-y ton week-end de Pâque si nécessaire.
    Personnellement je ne poursuivrai pas ce dialogue de sourd qui manque singulièrement de courtoisie.
    Rien ne sert de penser, il faut réfléchir avant - Pierre Dac

  25. #20
    misterhyde

    Re : energie cinétique, poids masse et crash test comment lui expliquer??

    Citation Envoyé par mach3 Voir le message
    tout simplement parce qu'il n'y a pas d'heure à donner. Il n'existe pas de formule qui donne le poids d'un objet en fonction de sa vitesse, le poids d'un objet ne dépend pas de sa vitesse.

    m@ch3
    Je sais que tu as parfaitement compris le sens de la question mais qu'au nom de la science tu te refuses à vulgariser au prix d'approximations.....attitude honorable dans l'esprit, mais qui t'isole en l'occurence du "vulgum" dont je suis en la matière avec alors incapacité, délibérée, de me communiquer ton savoir...ce qui est rhédibitoire, tu en conviendras....

    J'essaye une dernière fois:

    Tu poses par sa pointe une une fléche de 100 grammes sur ta poitrine....ça ne pique même pas!
    Tu recois cette flèche de 100 grammes dans la poitrine à la vitesse V et elle pénètre de 10cms
    Quel est le poids qu'il faudrait appliquer sur l'arrière de cette flèche posée au même endroit pour qu'elle pénètre également de 10cms?

    C'est le truc du marteau et du clou de ton collègue qui s'est approché très près de la réponse....sans vouloir convertir une énergie en poids..bien sûr...alors, tu saurais, tu oserais...à un cheval près..???Ou c'est vraiment impossible
    -techniquement pour la science
    -ou pychologiquement pour toi??

    Que je te précise quand même puisqu'à cette heure tardive nous sommes seuls, que j'ai eu dans ma vie l'occasion maintes fois de constater que les dégats occasionné aux organes des polytraumatisé, de la route notamment,étaient évidemment proportionnels à la vitesse à laquelle était survenue la collision....et dans une discussion avec un prof de physique, je l'avais entendu me répondre que à telle vitesse lors de l'impact on pouvait considérer qu'un organe explosait "grosso modo" comme s'il était écrasé par son propre poids multiplié par...un coef en relation avec la vitesse, (ou à la brutale décélération si tu préfères...) qu'il m'avait expliqué , que j'avais retrouvé ensuite maintes fois dans mes lectures, et dont je ne me souviens plus alors qu'il m'aurait été bien utile pour répondre au gamin...d'où ma quète....mais je ne voudrais pas donner des cauchemards à la communauté scientifique et si je n'obtiens pas la solution...je répondrai au gamin que "c'est calculé pour"....ce qui lui clouera le bec...et l'orientera vers une carrière plutôt littéraire...!
    Joyeuses pâques!!

  26. #21
    mandracs

    Re : energie cinétique, poids masse et crash test comment lui expliquer??

    Bonjour,

    Je viens de lire le fil en diagonal donc peut-être que ce que je vais écrire a déjà été dit mais ce qui m'intéresse le plus c'est de savoir si c'est juste ou faux.
    On considère un corps de masse m et de vitesse qui rentre en contact avec un solide.
    Peut-on écrire :

    avec la durée de l'impact c'est à dire t=0s le corps en question rentre en contact avec le solide à la vitesse et à t= la vitesse du corps est nulle suite à la collision avec le solide.
    Sachant que :
    ( on fait l'hypothèse qu'il n'y a pas de variation de masse du corps pendant l'impact), l'intégral devient :

    Ce qui nous donne la variation de la quantité de mouvement due au choc. Maintenant peut-on dire que le solide applique une force de réaction sur le corps pendant le choc de valeur :
    ?

    Merci

  27. #22
    misterhyde

    Re : energie cinétique, poids masse et crash test comment lui expliquer??

    Citation Envoyé par mandracs Voir le message
    Bonjour,
    On considère un corps de masse m et de vitesse qui rentre en contact avec un solide.
    ..pb posé par un scientifique et qui me dépasse dès la première ligne...

    Alors voici un problème d'ascenseur posé par un "littéraire".,ou plutot un "non scientifique "têtu":

    On suspend à une corde dont le point de rupture est 5kg un poids de 3kg!
    1/De quelle hauteur devra tomber ce poids pour
    entrainer la rupture de la corde

    2/Quelle sera sa vitesse au moment de la rupture

    Je ne prendrai plus l'ascenseur tant que je n'aurai pas la réponse!!

  28. #23
    invite6754323456711
    Invité

    Re : energie cinétique, poids masse et crash test comment lui expliquer??

    Citation Envoyé par mandracs Voir le message
    Bonjour,

    Je viens de lire le fil en diagonal donc peut-être que ce que je vais écrire a déjà été dit mais ce qui m'intéresse le plus c'est de savoir si c'est juste ou faux.
    On considère un corps de masse m et de vitesse qui rentre en contact avec un solide.
    Peut-on écrire :

    avec la durée de l'impact c'est à dire t=0s le corps en question rentre en contact avec le solide à la vitesse et à t= la vitesse du corps est nulle suite à la collision avec le solide.
    Sachant que :
    ( on fait l'hypothèse qu'il n'y a pas de variation de masse du corps pendant l'impact), l'intégral devient :

    Ce qui nous donne la variation de la quantité de mouvement due au choc. Maintenant peut-on dire que le solide applique une force de réaction sur le corps pendant le choc de valeur :
    ?

    Merci
    C'est je pense ce qui a été exprimé par des mots en soulignant qu'il manque à l'énoncé de la question une durée, celle de l'impact.

    Si on connais la durée pour laquelle on passe de 70 Km/h à 0 on peut en déduire l'accélération négative et connaissant la masse (supposé ne pas varié) on peut calculer la force lié à cette accélération négative.

    Puis (je me lance sans filé) comme à fait remarqué un homme célèbre la gravitation est équivalente à l'accélération (équivalence des masses) on peut considérer cette force d'accélération comme étant une force gravitationnelle. Celle nous conduit au final à une notion de Poids. La j'ai peut être dit une grosse C...

    Patrick

  29. #24
    mach3
    Modérateur

    Re : energie cinétique, poids masse et crash test comment lui expliquer??

    Tu recois cette flèche de 100 grammes dans la poitrine à la vitesse V et elle pénètre de 10cms
    Quel est le poids qu'il faudrait appliquer sur l'arrière de cette flèche posée au même endroit pour qu'elle pénètre également de 10cms?
    il n'y a pas de formule directe pour le savoir et je l'ai déjà dit, ça dépend des caractéristiques mécaniques. Il est indéniable que plus tu appliqueras un poids ou plus la flèche arrivera vite, plus elle s'enfoncera, mais on ne peut pas le calculer sans avoir plus d'info.

    On suspend à une corde dont le point de rupture est 5kg un poids de 3kg!
    1/De quelle hauteur devra tomber ce poids pour
    entrainer la rupture de la corde

    2/Quelle sera sa vitesse au moment de la rupture
    Encore la même chose, ça dépend de la corde : quelle est son élasticité, son allongement à la rupture... Il est clair qu'à partir d'une certaine vitesse de chute de la pierre, l'allongement de la corde lors de la décélération de la pierre deviendra supérieur à l'allongement à la rupture et elle cassera, mais on ne peut pas dire quelle est cette vitesse sans données sur la corde.

    De même si tu accroches cette même pierre à cette même corde au plafond d'un ascenseur, si les accélérations de l'ascenseur sont suffisamment douces, jamais la corde ne rompra, même si l'ascenseur va a presque la vitesse de la lumière.

    Pour revenir à ce cher bambin, ce que tu dois lui expliquer, c'est que lorsqu'un corps percute un obstacle assez rigide, l'avant de l'objet s'immobilise brusquement et l'arrière continue d'avancer. Le corps a une certaine élasticité, donc il va se déformer et si il se déforme trop, bonjour les dégats. C'est comme mettre une pomme dans un étau, celle-ci va d'abord un peu se déformer avant d'éclater.
    Il y a trois paramètres important qui vont jouer : la masse la vitesse et les propriétés mécanique. La masse donne de l'inertie, c'est à dire une difficulté à changer de vitesse, un objet massif va avoir beaucoup plus de mal à s'immobiliser, la déformation qu'il va subir sera plus forte (mais celle que subira éventuellement l'obstacle aussi). La vitesse ça donne une idée de combien l'objet doit ralentir pour s'immobiliser sur l'obstacle. Si la vitesse et grande et que l'obstacle est très rigide, tout le ralentissement va passer en déformation.
    Enfin les propriétés mécanique vont déterminer la répartition de la déformation entre l'objet et l'obstacle et avec la vitesse le temps mis à s'arrêter donc l'accélération subie. En général si on parle d'un humain contre un mur en béton, il est clair que c'est pas le mur en béton qui va se déformer...

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  30. Publicité
  31. #25
    quetzal

    Re : energie cinétique, poids masse et crash test comment lui expliquer??

    Citation Envoyé par misterhyde Voir le message
    bonjour à tous,

    que répondre à un jeune qui cherche à comprendre le commentaire suivant d'un crash test :

    "à 70km/h un adulte de 60kg pèse 1,8 tonnes"


    Comment vulgariser à son intention E=1/2 mV2,.... comment lui expliquer la "combine " , je n'ose écrire la formule, permettant en simplifiant, de "calculer"en fonction de la vitesse (en m/s) ce que l'on appelle ici le "poids"(en kg) à l'impact à partir du poids à l'arrêt..??
    Je sais que cela va faire grincer des dents les scientifiques ....que la masse n'est pas le poids...etc..etc ...mais pour être compris de certains, il est parfois nécessaire de simplifier à l'extrème.....en attendant la maturité et l'acquisition d'un savoir plus élaboré...
    Merci pour lui!
    perso, je comprend ce que cela veux dire, mais cela ne doit pas être la bonne formulation, c'est une explication annalogique.

    si tu accélères une masse de 60kg, a 70km/h, dans le vide cette masse ne pèseras toujours rien par elle-même. elle auras par contre une certainne quantité d'energie cinétique supplémentaire par rapport a un repère fixe.

    donc dans le cas d'un choc contre un mur(objet fixe et extremement inertiel)
    la décéllération de ce corps lancé a 70km/h vas transmètre toute l'energie cinétique qu'il a accumulé (voir le pendule de newton) en supposant que cette masse soit aussi rigide que le mur, cette masse au moment de l'impact vas exercer une force au cm2(faut donc voir avec la forme de la masse), or cette force exercer peux s'exprimer en N/cm2 mais aussi en kilogramme force.
    c'est cette denière il me semble que tu as choisi pour rendre plus clair ton explication.

    tu dois donc dire lors d'un choc, une masse de 60Kg ayant une vitesse de 60km/h exerceras contre un objet fixe une préssion instantané de n newton par unité desurface, ou bien x kilogramme-force par unité de surface.

    tu peux aussi dire qu'en fonction de la nature propre des matériaux le corps fixe, et le corps en mouvement, tu auras une répartition de cette forces entre les deux corps. si le mur est parfaitement élastique(trampoline par ex) l'energie cinétique seras d'abord absorbé puis redonné au mobile.

    si le mur est rigide et que le mobile est peu rigide, la structure du mobile encaisseras totalement la décélération. et inversement.

    sot un pomme contre un mur, ou bien une boule de pétanque contre un mur de platre.

    tu peux aussi citer les matériaux absorbant comme le sable, qui par micro-déplacement de leur structure(grain) vont répartir cette energie cinétique sans la renvoyé. les tatamis de lutte greco-romaine peuvent généralement absorber la chute d'un oeuf d'une hauteur de 8mètre.

    dans le cas d'une voiture par exemple contre un mur, tu as faire aujourd'hui a des structure absorbante pour la voiture, elle se déforme en encaissant l'energie cinétique. mais pour le conducteur non attaché, c'est son visage qui vas absorber une bonne partie de ce que le pare-brise ne peux "encaisser" ou bien la cage thorassique.

    je ne sais si le concept de préssion instantané existe en physique. donc prudence

  32. #26
    Coincoin

    Re : energie cinétique, poids masse et crash test comment lui expliquer??

    Je sais que tu as parfaitement compris le sens de la question mais qu'au nom de la science tu te refuses à vulgariser au prix d'approximations.....attitude honorable dans l'esprit, mais qui t'isole en l'occurence du "vulgum" dont je suis en la matière avec alors incapacité, délibérée, de me communiquer ton savoir...ce qui est rhédibitoire, tu en conviendras....
    Tu parlais de scientifique sur leur piédestal, mais je me rends compte que c'est toi qui les y mets. Tu te places en ignorant qui demande une réponse précise à une question précise. Quand on te répond que ce n'est pas aussi simple et que la réponse dépend de beaucoup de choses, tu te contentes de râler en nous traitant plus ou moins implicitement de nuls. Je suis désolé pour toi, mais ce n'est pas la vision que j'ai de la science. On n'a pas d'un côté une caste d'initiés et de l'autre le vulgum qui n'a le droit qu'à des réponses prémâchées et qui n'a pas à réfléchir.
    On t'a expliqué de plusieurs manière différentes la même chose : la force dépend de la durée du choc et donc la rigidité des corps. Quitte à choisir, je préfère tomber à 70 km/h dans de l'eau que dans du béton. Pourtant la vitesse est la même.
    Pour reprendre ton exemple de l'heure et du scientifique qui explique les fuseaux horaires, imagine que quelqu'un te demande l'heure qu'il est au pôle Nord, que lui réponds-tu ? Tu ne pourras pas y couper, il va falloir lui expliquer le principe des fuseaux horaires. Pourtant il t'a juste demandé l'heure...
    Encore une victoire de Canard !

  33. #27
    invite6754323456711
    Invité

    Re : energie cinétique, poids masse et crash test comment lui expliquer??

    Citation Envoyé par misterhyde Voir le message

    "à 70km/h un adulte de 60kg pèse 1,8 tonnes"

    J'ai trouvé le site qui fait référence à votre citation : http://www.securiteroutiere.equipeme..._24-03-05.html

    Un danger bien réel
    Les passagers arrière non attachés mettent leur vie et celle des autres en danger de mort :
    - Ils risquent l'éjection du véhicule au même titre que les passagers avant : par le pare-brise avant, le pare-brise arrière ou les ouvertures latérales.
    - Le siège avant, bien loin de les protéger se transforme en mur de béton sur lequel ils viennent s'écraser.
    - Enfin, le passager non ceinturé présente un danger pour le conducteur et le passager à l'avant du véhicule. Dans un choc frontal, à 70 km/h, un adulte de 60 kg se transforme en projectile de 1,8 tonne ! Sans ceinture, le corps du passager arrière risque d'être projeté contre celui du passager avant et de le tuer ou le blesser gravement.

    Le message est avant tout un message de sensibilisation au non port de la ceinture.


    Patrick

  34. #28
    misterhyde

    Re : energie cinétique, poids masse et crash test comment lui expliquer??

    Citation Envoyé par mach3 Voir le message
    il n'y a pas de formule directe pour le savoir ……..
    Encore la même chose, ça dépend de la corde : quelle est son élasticité, son allongement à la rupture……….Pour revenir à ce cher bambin, ce que tu dois lui expliquer, c'est que lorsqu'un corps percute un obstacle assez rigide, l'avant de l'objet s'immobilise brusquement et l'arrière continue …….

    m@ch3
    Merci à toi de bien vouloir me répondre, d'autant que je commence à m'améliorer je crois....je trouve petit à petit....avec handicap car en matière d'abstractions, je suis très nul, mais je t’ai lu très attentivement !

    Tu fais des efforts pour descendre au sous sol à mon niveau, et de cela je te suis vraiment redevable....mais tu ne peux te départir de détails pour moi contingents qui s'opposent à la simplification- vulgarisation et donc à ma compréhension!

    Pour l'impact , n'est- il pas possible en théorie d'imaginer une balle de golf percutant la face rocheuse nord des écrins,(sans envisager un air bag) obstacle absolu...qui ne se déformera pas et ne se déplacera pas .....et négliger l'élasticité de la balle qui sans doute explosera mais après l'impact "considéré comme "instantané" et à mesurer,??

    Pour l'ascenseur, je m'attendais à ton objection "élasticité de la corde" etc...mais c'est pareil...t'est il impossible d'annuler l'élasticité et toutes les "contingences" pour ne conserver que l'essentiel poids, vitesse, énergie....??

    J’ai trouvé à ce sujet quelque chose d’à peu près clair pour moi :

    Si on lâche le corps qui a été préalablement soulevé de 1 mètre, son énergie potentielle va se transformer en vitesse. En fait, la vitesse d'un corps représente une forme particulière d'énergie, l'énergie cinétique. Lorsque ce corps sera arrivé au niveau du sol,(aux frottements près ), il aura perdu 9.81 joules d'énergie potentielle, il aura donc acquis 9.81 joules d'énergie cinétique.
    Or l'énergie cinétique est déterminée par l'expression suivante:
    énergie cinétique = 0.5*masse*vitesse*vitesse =1/2(m*v²)
    énergie en joules
    masse en kilogrammes
    vitesse en mètres par seconde
    Lorsque le corps sera arrivé au niveau du sol, son énergie cinétique sera donc égale à sa perte d'énergie potentielle soit :
    m*g*h =1/2(m*v²)
    d'ou la célèbre formule :
    v²= 2*g*h soit v = racine carrée de(2*g*h)
    v en mètres par seconde est la vitesse atteinte par un corps laché à vitesse nulle après une chute de h mètres
    .

    Et qui correspond au problème que je pose au bout de ma ficelle inextensible..Peux tu le résoudre ??

    Enfin pour la fameuse formule E=1/2mV2 …j’ai appris de toi même que « grosso modo » 1kg= un decanewton(9,98),
    que 1 joule = 1 Newton mètre
    et je n’ai pas hésité à « extrapoler » pour assimiler 10 joules à un decanewton , soit 1kg…en convertissant tranquillement une énergie en une unité de masse…je sais….mais entre nous, n’est ce pas la plus simple façon peu scientifique mais pas tellement scandaleuse d’apporter la réponse au gamin ??

    Si j’applique alors la formule .pour un corps disons de

    • 1 kg lancé à la vitesse de 10m/s (36km/h) je trouve ½ de 1 x 100 = 50 joules que je convertis sans scrupules en 50 Newton soit…5kg
    • 1 kg lancé à la vitesse de 20m/s (70km/h) je trouve ½ de 1 x 400 = 200 joules soit 200 newton soit 20 kg
    • 1kg lancé à la vitesse de 30m/s (100km/h) je trouve ½ de 1 x 900 = 900 joules = 900Newton = 90kg
    • 70kg lancé à la vitesse de 20m/s……..= 35 x 400 = 14000 joules = 14000newton= 1400kg…(on se rapproche du chiffre de 1,8 tonne que j’ai rapporté plus haut à partir de données assez proches et affiché dans un crasch test sur le net..)

    Voila, j’espère que tu n’as pas fait « l’infarctus »
    en raison des libertés que je me suis permises quant à la rigueur scientifique mais la seule chose qui m’intéresse est de savoir si c’est bien avec ce genre de calculs « approximatifs » que les quidams estiment le poids théorique des organes au moment où ils explosent lors d’une collision, il me semble que cela doit être ça, et c’est ce que je voulais m’entendre dire ici, ..pour le rapporter au gamin qui comprendra ça facilement…..??
    Tu en penses quoi ??

    Si tu n’as pas encore abandonné la lecture de ce pensum et que tu arrives jusqu’ici… aurais tu la gentillesse de résoudre le problème du poids au bout de sa ficelle totalement inextensible…..ça doit être possible, non, pas pour moi,évidemment !
    De toutes façons merci infiniment de ta bienveillante attention, je te quitte à regrets, mais mon épouse revient du marché et j'ai quelques Newons de patates à éplucher pour les frites
    PS : cette rédaction m’as pris tant de temps que je ne découvre qu’à l’instant de l’envoyer les interventions
    *de Quetzal que je me dois de remercier et également pour le soin qu’il prend dans ses explications…
    *et de coincoin que je voudrais détromper…Jamais je ne me permettrais de traiter quiconque de nul, et à fortiori des scientifiques pointus pour lesquels j’ai la plus grande considération, d’autant que j’ai deux garçons particulièrement brillants dans cette branche, et que je suis moi même l’un d’entre eux, dans une autre spécialité……j’ai simplement regretté cette difficulté de communication sur le net qui a un peu compliqué notre compréhension mutuelle entre interlocuteurs , et t’a laissé croire à toi que j’étais agressif, provocateur, voire borné….alors que je ne suis rien de tout cela…mais je ne t’en veux absolument pas… rends moi simplement justice en reconnaissant que j’étais de bonne foi dans mon désir de répondre à un gamin dont je m’occupe en école de pêche et que finalement je pense avoir trouvé la réponse à lui faire, grâce à ce forum…alors merci à vous tous….

  35. #29
    invite6754323456711
    Invité

    Re : energie cinétique, poids masse et crash test comment lui expliquer??

    Citation Envoyé par misterhyde Voir le message
    *et de coincoin que je voudrais détromper…Jamais je ne me permettrais de traiter quiconque de nul, et à fortiori des scientifiques pointus pour lesquels j’ai la plus grande considération, d’autant que j’ai deux garçons particulièrement brillants dans cette branche, et que je suis moi même l’un d’entre eux, dans une autre spécialité……j’ai simplement regretté cette difficulté de communication sur le net qui a un peu compliqué notre compréhension mutuelle entre interlocuteurs , et t’a laissé croire à toi que j’étais agressif, provocateur, voire borné….alors que je ne suis rien de tout cela…mais je ne t’en veux absolument pas… rends moi simplement justice en reconnaissant que j’étais de bonne foi dans mon désir de répondre à un gamin dont je m’occupe en école de pêche et que finalement je pense avoir trouvé la réponse à lui faire, grâce à ce forum…alors merci à vous tous….
    Tu n'es pas entrain de nous faire prendre des vessies pour des lanternes ? Je n'y suis pour rien dans mes propos c'est de la faute à internet.

    Dans une communication écrite on prend le temps à réfléchir aux mots que nous utilisons car nous sommes conscient de leur force et de leur authenticité. Les mots ont en eux la force de laisser des traces et des marques dans ceux qui les lisent et les reçoivent.

    Patrick

  36. #30
    mach3
    Modérateur

    Re : energie cinétique, poids masse et crash test comment lui expliquer??

    Enfin pour la fameuse formule E=1/2mV2 …j’ai appris de toi même que « grosso modo » 1kg= un decanewton(9,98),
    que 1 joule = 1 Newton mètre
    et je n’ai pas hésité à « extrapoler » pour assimiler 10 joules à un decanewton , soit 1kg…en convertissant tranquillement une énergie en une unité de masse…je sais….mais entre nous, n’est ce pas la plus simple façon peu scientifique mais pas tellement scandaleuse d’apporter la réponse au gamin ??

    Si j’applique alors la formule .pour un corps disons de

    • 1 kg lancé à la vitesse de 10m/s (36km/h) je trouve ½ de 1 x 100 = 50 joules que je convertis sans scrupules en 50 Newton soit…5kg
    • 1 kg lancé à la vitesse de 20m/s (70km/h) je trouve ½ de 1 x 400 = 200 joules soit 200 newton soit 20 kg
    • 1kg lancé à la vitesse de 30m/s (100km/h) je trouve ½ de 1 x 900 = 900 joules = 900Newton = 90kg
    • 70kg lancé à la vitesse de 20m/s……..= 35 x 400 = 14000 joules = 14000newton= 1400kg…(on se rapproche du chiffre de 1,8 tonne que j’ai rapporté plus haut à partir de données assez proches et affiché dans un crasch test sur le net..)
    wai, mais non à chaque fois tu divises cette énergie par une distance de 1 m pour obtenir des Newtons, pourquoi cette distance de 1m, pourquoi pas 10 cm ou 1km... cette distance n'a pas de sens physique. Une force multipliée par une distance, cela s'appelle un "travail", c'est une forme d'échange d'énergie. Par exemple le poids de 1 kilo suspendu en l'air à 1m, il subit une force de 98 Newton tout en se déplaçant de 1m dans la diretion de la force, cela veut dire que la force a travaillé, transformant 98 joules d'énergie potentielle en 98 joules d'énergie cinétique. Si la distance avait été de 2m, l'énergie transférée aurait été de 196 joules. Ce n'est donc pas la bonne démarche.

    Une autre façon peut-être pas mal de l'expliquer me vient. L'énergie cinétique dépend de la masse et de la vitesse, par exemple 70kg lancé à la vitesse de 20m/s par rapport au mur ont par rapport à ce mur 14kJ d'énergie cinétique. Lorsque ces 70 kg seront arrêtés contre le mur, l'énergie cinétique sera nulle (vitesse nulle), or l'énergie se conserve, cette énergie est donc bien passée quelque part. C'est quand cette énergie cinétique se dissipe qu'il y a des dégats. La durée pendant laquelle cette énergie est dissipée est déterminante, en effet l'énergie divisée par le temps c'est la puissance. Plus la puissance est élevée, plus il y a de dégats.

    Pour l'impact , n'est- il pas possible en théorie d'imaginer une balle de golf percutant la face rocheuse nord des écrins,(sans envisager un air bag) obstacle absolu...qui ne se déformera pas et ne se déplacera pas .....et négliger l'élasticité de la balle qui sans doute explosera mais après l'impact "considéré comme "instantané" et à mesurer,??

    Pour l'ascenseur, je m'attendais à ton objection "élasticité de la corde" etc...mais c'est pareil...t'est il impossible d'annuler l'élasticité et toutes les "contingences" pour ne conserver que l'essentiel poids, vitesse, énergie....??
    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.

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

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