Repenser la couverture de toiture

[yaadno]

D'après cet exo,vous verrez qu'une tuile R5 est loin de pouvoir résister;

hysique/chimie 1S5 1h15 28/05/2016
Exercice 1 : Variation de l’énergie lors de la chute d’un grêlon ( 8 pts).
Un grêlon de masse m chute sans vitesse initiale depuis la position A
située à une hauteur h = 1500 m du sol jusqu’en B au niveau du sol où
sa vitesse est vB.
On suppose qu’il n’est soumis à aucun frottement et on l’assimile à un
point matériel en chute libre à la vitesse v et dont le centre de gravité G
se trouve, à un instant donné, à une altitude z par rapport au sol, choisi
comme référence d’énergie potentielle de pesanteur (Epp = 0 au point
O).
Donnée : intensité de la pesanteur g = 9,81 m.s–2
1. Donner les expressions de l’énergie cinétique Ec, de l’énergie potentielle de pesanteur Epp et de l’énergie mécanique Em
du grêlon. Préciser les unités.
2. Exprimer, en fonction des données de l’énoncé, l’énergie mécanique Em(A) du grêlon au début de sa chute en A et son
énergie mécanique Em(B) au moment où il touche le sol en B.
3. Justifier le fait que le grêlon est supposé en chute libre. Que peut-on dire des énergies Em(A) et Em(B) ?
4. En déduire l’expression de la vitesse vB du grêlon lorsqu’il touche le sol en B puis calculer cette vitesse en m.s–1 puis en
km.h–1. Commenter le résultat. La valeur trouvée est-elle vraisemblable ?
5. En réalité, le grêlon touche le sol avec une vitesse vB = 160 km.h–1.
Comment varie l’énergie mécanique Em du grêlon ? Interpréter.
6. En utilisant la valeur réelle de vB (160 km.h-1) , calculer la diminution d'énergie mécanique du grêlon entre sa position A
et son arrivée au sol en B. Donnée : la masse du glaçon est supposée constante et égale à m = 15,5 g
7. Rappeler le principe de conservation de l'énergie et expliquer ce qu'est devenue l'énergie "perdue" par le grêlon .
Quel effet cela peut-il avoir sur le grêlon ?

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[yaadno]

les réponses:même en prenant des hypothèses plus réalistes,les energies sont considérables;

Exercice 1 : Variation de l’énergie lors de la chute d’un grêlon. (Régis )
1. Energie cinétique : Ec =1
2 m.v2 Energie potentielle de pesanteur : Epp = m.g.z
Energie mécanique : Em = Ec + Epp =1
2 m.v2 + m.g.z
Ec, Epp, Em en joule (J) m en kilogramme (kg)
v en mètre par seconde (m.s–1) z en mètre (m)
2. vA = 0  Ec(A) = 0  Em(A) = Epp(A) = m.g.zA = m.g.h
zB = 0  Epp(B) = 0  Em(B) = Ec(B) =1
2 m.vB2
3. Une chute libre est une chute sous l’action du poidsP uniquement.
Le grêlon est en chute libre puisqu’on suppose qu’il n’est soumis à aucun frottement.
Dans le cas d’une chute libre, l’énergie mécanique se conserve : Em(A) = Em(B)
4. m.g.h =1
2 m.vB2 vB2 = 2.g.h vB =2.g.h
vB =2 9,81 1500 ́ ́ = 172 m.s–1 vB = 172 × 3,6 = 618 km.h–1
La valeur trouvée est invraisemblable. Le grêlon ferait d’énormes dégâts.
5. En réalité, le grêlon est soumis à des forces de frottements avec l’air.
Son énergie mécanique diminue : Em(B) < Em(A)
Les frottements provoquent une dissipation de l’énergie mécanique par transfert thermique.
6. Em(A) = mgh = 0,0155  9.81 1500 = 228 J
Em(B) = 1/2 mVB² = 0,5  0,0155  44,44..² = 15,3 J
( 160 km.h-1 = 160/3,6 m.s-1 = 44,44..m.s-1 )
La diminution d'énergie mécanique est donc de de 213 J environ (228 - 15,3 ).
Ou Em = Em(B) - Em(A) = 15,3-228 = - 213 J . La variation d'énergie mécanique est de -213 J
7. Le principe de conservation de l'énergie est qu'on ne peut ni créer ni détruire de l'énergie. C'est une
grandeur qui se conserve . Et si un système perd de l'énergie , il y a forcément un autre système qui
récupère cette énergie
Donc ici , l'énergie "perdue" par le grêlon sous forme d'énergie mécanique (213 J ) se retrouve sous
forme thermique (ou "chaleur" ) . Une partie de cette chaleur va être captée par le grêlon (qui va
s'échauffer et fondre partiellement ) et une autre partie est dissipée dans l'ai

[Liet Kynes]

les réponses:même en prenant des hypothèses plus réalistes,les energies sont considérables;

Avec la taille des grêlons que l'on voit aux actualités (infos est moins années soixante mais actualités reste moins péremptoire qu'infos ) la priorité serait de développer des parapluies capables d'éviter de se faire tuer pour une personne qui se retrouve par mégarde sous ces pluies de projectiles.

[pierrezzz]

j'ai trouvé les données:

Bonjour,

il faudrait connaitre le protocole complet qui a permis de faire ce tableau, comme par exemples l'angle de l'impact sur la surface, la température du grêlon qui selon moi change l'énergie cinétique à l'impact, etc.

Et pour rigoler, les RG6 et RG7 donnent quoi en énergie cinétique ?

[SK69202]

La tuile R5 résiste à la grêle et au processus de la norme, c'est comme cela que marche les certifications.
Pour résister à la grêle "naturelle", il faut plus solide qu'une tuile, comme dit plus haut du métal.

Les parapluies et autres boucliers pour la protection des personnes contre les attentats existent, aucun soucis face à la grêle pour ces trucs là.


Accessoirement, le classement R5 revendique la résistance à une énergie du grêlon de 27 J et l'exercice pour le cas réaliste donne une énergie de 15J au grêlon.

[pierrezzz]

Bonjour,

comme bon "paysan" j'ai connu depuis au moins 1970 les dispositifs anti-grêle (sels hygroscopiques et iodure d'argent) surtout les fusées "iodure d'argent" dans le monde de l’agriculture fruitière.

L’efficacité était fantastique, au moins 90% de dégâts évités ... croyez-moi !

Que fait-on aujourd'hui pour tous les autres cas et y compris dans le monde paysan (vigne, blé, maïs, etc.) ?

Les écolo-bobos sont les plus malins ... qu'ils apportent leurs solutions. Sachant que les paysans "fruitiers" ont une solution "passives" avec les filets par-grêle. Ecolo-bobos, on vous écoute

[Liet Kynes]

Bonjour,

comme bon "paysan" j'ai connu depuis au moins 1970 les dispositifs anti-grêle (sels hygroscopiques et iodure d'argent) surtout les fusées "iodure d'argent" dans le monde de l’agriculture fruitière.

L’efficacité était fantastique, au moins 90% de dégâts évités ... croyez-moi !

Que fait-on aujourd'hui pour tous les autres cas et y compris dans le monde paysan (vigne, blé, maïs, etc.) ?

Les écolo-bobos sont les plus malins ... qu'ils apportent leurs solutions. Sachant que les paysans "fruitiers" ont une solution "passives" avec les filets par-grêle. Ecolo-bobos, on vous écoute

Je ne vois pas le rapport avec les "écolos-bobos" Par contre tiré de cet article https://www.sciencesetavenir.fr/natu...-vignes_124494

"cette arme antigrêle respectueuse de l'environnement baptisée Skydetect a un coût: quelque 200.000 euros, dont 60.000 euros pour le radar" pour 2.800 hectares protégés auquel s'ajoute chaque tir qui revient à 380 euros.
Il faut aussi penser la main d'oeuvre: avoir sous la main 16 personnes/280000 ha qualifiées et disponibles 24h/24.
D'après l'article la grêle impactait 10ha sur les 280000 ha de vignoble, un ratio qui place le risque assez bas,
Pour l'instant et cela n'a rien à voir avec l'écologie, le risque est peut-être gérable de façon économique avec les assurances en ce qui concerne l'habitat et les voitures?

[pierrezzz]

Je ne vois pas le rapport avec les "écolos-bobos" Par contre tiré de cet article https://www.sciencesetavenir.fr/natu...-vignes_124494

"cette arme antigrêle respectueuse de l'environnement baptisée Skydetect a un coût: quelque 200.000 euros, dont 60.000 euros pour le radar" pour 2.800 hectares protégés auquel s'ajoute chaque tir qui revient à 380 euros.
Il faut aussi penser la main d'oeuvre: avoir sous la main 16 personnes/280000 ha qualifiées et disponibles 24h/24.
D'après l'article la grêle impactait 10ha sur les 280000 ha de vignoble, un ratio qui place le risque assez bas,
Pour l'instant et cela n'a rien à voir avec l'écologie, le risque est peut-être gérable de façon économique avec les assurances en ce qui concerne l'habitat et les voitures?

Bonjour,

ah mais c'était la même chose avec les fusées "iodure d'argent", sauf qu'il n'y avait pas de radar et les paysans assumaient tout dont les tirs et la surveillance h24. Mais il faut dire que la nuit la grêle est très rare !

Pour les écolo-bobos, je te laisse poser la question à Sandrine

PS) si la situation "grêle" actuelle se répète régulièrement, il faudra trouver une solution efficace ... ou les contribuables devront payer via l'assurance habitation

[SK69202]

L’efficacité était fantastique, au moins 90% de dégâts évités ... croyez-moi !

Aucun soucis pour croire que les dégâts sont évités localement, ils sont juste transférer "ailleurs", là où la fusée fait son effet, un peu comme l'assurance habitation, je paye un surcoût "catastrophes naturelles" pour ceux qui habite dans le lit majeur des cours d'eau et pour moins de cinq jours d'orage bénins par an, quelques grêlons "oeuf de pigeon" en 50 ans....


Supprimer l'assurance"catatout" ferait que la solution aux différents risques sera trouvé très rapidement par la quantité de cerveaux motivés.

[pierrezzz]

Aucun soucis pour croire que les dégâts sont évités localement, ils sont juste transférer "ailleurs", là où la fusée fait son effet, un peu comme l'assurance habitation, .............

Bonjour,

petites précisions: un anti grêles via fusées "iodure d'argent" consiste à faire pleuvoir avant que les grêlons ne se forment. Donc il faut tirer juste dans le nuage qui arrive. Je ne sais pas sur combien de km ça protège mais un nuage à grêle qui a "pisé" son eau, c'est toujours ça de pris pour les risques plus lointains !

[lucienpel]

Bonjour

dans le genre alternative aux couvertures les plus répandues on trouve aussi le tavaillon,
mais je doute que l'on trouve des études sur la solidité aux impacts.

Cdt

[pierrezzz]

dans le genre alternative aux couvertures les plus répandues on trouve aussi le tavaillon,
mais je doute que l'on trouve des études sur la solidité aux impacts. Cdt

Bonjour,

c'est beau, c'est cher, c'est écolo mais j'ai des doutes sur la durabilité, un peu comme les toits en chaume.

[lucienpel]

Bonjour

durée :
https://www.letavaillondelallier.fr/...non-categorise

Reste à voir ..... et puis pas sur que ce soit admis partout .
C'était un peu pour voir tout ce qu'il était possible d'envisager, sans plus.

Cdt