Des dégat causé par...
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Des dégat causé par...



  1. #1
    Einstein7

    Smile Des dégat causé par...


    ------

    Bonjour.
    Situation:
    On jette un solide (s) de masse (m) d'une altitude (h).
    Apres qu'il parcourit cette distance (h), le solide (s) va tomber sur un appareil qui meusure les tensions des force (dynamometre par exemple).
    Question:
    Quel est la valeur affiché par cet appareil (en N) ?
    Est ce qu'il y a des formules pour determiner le resultat exacte sans faire l'experience ?
    Merci de m'eclairer.

    -----
    مرحبا,Bonjour,Hello,hola,ciao

  2. #2
    obi76

    Re : Des degat causé par...

    Les tensions des forces, qu'entends-tu par là ? (ça veut rien dire, on mesure une force point).

    La force sera inversement proportionnelle au déplacement du plateau de la balance, donc à moins que tu ne nous la donnes, on ne pourra pas trancher.

    Cordialement

  3. #3
    zephir84

    Re : Des degat causé par...

    La force mesurée sera le poids de l'objet.

  4. #4
    Einstein7

    Re : Des degat causé par...

    Citation Envoyé par zephir84 Voir le message
    La force mesurée sera le poids de l'objet.
    mais cette force varie au cours du mouvement
    مرحبا,Bonjour,Hello,hola,ciao

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    obi76

    Re : Des degat causé par...

    Ha bon, ton poids change quand tu tombes ?

  7. #6
    Ouk A Passi

    Re : Des degat causé par...

    Boujour,

    Apres qu'il ait parcouru cette distance (h), le solide (s) va tomber sur un appareil qui mesure les tensions des forces .
    Je ne sais pas très bien ce que tu veux dire par tensions des forces .

    Cependant, prenons un exemple:
    si nous mettons un objet de masse m = 1 kg sur notre tête, nous n'avons aucune peine à supporter cette charge.

    Mais si cet objet nous tombe sur la tête depuis une hauteur de 10 mètres, notre crâne va éclater et nous allons mourir.
    Pourquoi donc, puisque la masse de cet objet est toujours de 1 kg?

    Dans le premier cas, en statique, l'objet est immobile.
    dans l'autre cas, en dynamique, cet objet a toujours la même masse, mais en tombant il a acquis de l'énergie.

    On appelle cette énergie de l'énergie cinétique, car elle est dûe au mouvement de l'objet (la chute).

    Tu as peut-être déjà étudié le théorème de l'énergie cinétique: Ec = 1/2 . m .V²
    avec m = masse de l'objet en mouvement,
    et V² = le carré de la vitesse de l'objet au moment de l'impact,
    Ec étant exprimé en Joule.

    Il est donc nécessaire de connaître la vitesse finale de l'objet.
    Cette vitesse ne dépend, dans le cas d'une chute de faible hauteur pour un objet compact,
    que de l'accélération de la pesanteur et de la hauteur de chute.

    En conclusion, un solide immobile ne possède pas de vitesse, donc pas d'énergie;
    mais dans le cas contraire les dégats sont causés en raison de l'énergie cinétique acquise par cet objet.

    Est ce que cela répond (un petit peu)à ton questionnement ?

  8. #7
    Einstein7

    Re : Des degat causé par...

    Citation Envoyé par obi76 Voir le message
    Ha bon, ton poids change quand tu tombes ?
    Somme des force exterieur = m.a
    donc P+R = m.a
    je veut dire que P est variable en fonction de l'acceleration a.
    مرحبا,Bonjour,Hello,hola,ciao

  9. #8
    verdifre

    Re : Des dégat causé par...

    bonjour,
    je crois que le plus simple , plutot que ces considerations "risquées" sur le poid, c'est de considerer le probleme sous l'aspect energetique.
    le dynamometre va transformer l'energie cinetique de la chute du corps en energie de compression du ressort
    1/2 mV² = 1/2 K (deltaL)²
    avec K raideur du ressort
    et delta L l'alongement du ressort

    si tu desires par contre savoir ce qui se passe exactement au moment du choc c'est pas vraiment simple, cela suppose generalement de savoir comment les objets vont se deformer afin de connaitre entre autre l'acceleration subie par le centre de gravitée de la masse ( qui n'est plus considérée comme un corp indeformable)

    fred
    Dernière modification par verdifre ; 18/10/2008 à 16h20.
    On ne vient pas de nulle part et il serait souhaitable qu'on n'aille pas n'importe où !

  10. #9
    obi76

    Re : Des degat causé par...

    Citation Envoyé par Einstein7 Voir le message
    Somme des force exterieur = m.a
    donc P+R = m.a
    je veut dire que P est variable en fonction de l'acceleration a.
    Et quand tu tombes ton accélération c'est g, qui est constant à la surface de la Terre (enfin approximé comme constante mais on va pas chipoter).

  11. #10
    Einstein7

    Re : Des degat causé par...

    j'ai situé l'exemple d'une chute libre mais pour ma question j'ai parlé en ca s general
    مرحبا,Bonjour,Hello,hola,ciao

  12. #11
    calculair

    Re : Des degat causé par...

    bonjour,

    Je vais sans doute troubler cette discussion, mais avant tout, il faut dire et redire
    1) la masse est invariable et ne depend pas de la gravité
    2) Le poids est une force et depend de la gravité locale

    3) Le dynamomètre mesure une force ( c'est la que je vais introduire une ambiguité... )


    Si je suis notre Einstein 7, lorsque le corps qui tombe de masse M à la vitesse V se trouve arreter par le dynamomètre qui mesure des forces ( ou des poids), ce dernier s'allonge de X telque F = KX pour X max, la vitesse du corps V = 0

    Alors Ec du coprs avant le freinage du dynamomètre = Ep =1/2 KXmax²

    1/2 MV² = 1/2 KXmax², or KXmax represente sur l'appareil de mesure un poids

    Xmax = racine carré (M /K) V

    Le poids instantannée = racine carré (M K) * V

    Je reconnais que cette vision des choses n'est pas trés physique theorique, mais peut être physique populaire. Il faut sans doute se mefier des utilisations de cette vision des choses

  13. #12
    verdifre

    Re : Des dégat causé par...

    bonjour,
    le poid instantané, interessant comme notion !!!!
    c'est une force, et tu peux remarquer que dans l'expression de cette force K intervient, ce qui veut dire que plus le materiau sur le quel on tombe est "raide" plus la force est importante.
    si les materiaux sont supposés indeformables, cette force tend vers l'infini.
    inversement , si on tombe sur un materiau trés mou, cette force tend vers 0
    c'est une des limites de ces calculs ou l'on suppose les corps comme étant indeformables
    fred
    On ne vient pas de nulle part et il serait souhaitable qu'on n'aille pas n'importe où !

  14. #13
    winc
    Invité

    Re : Des dégat causé par...

    salut,

    Dans ce problème, la hauteur de laquelle est lachée le solide va bien évidemment lui fournir une énergie cinétique au cours de sa chute, énergie qui va augmenter sa "force de frappe" sur le dynamomètre.
    Mais une autre énergie n'a pas été prise en compte ici : l'énergie potentielle, définie par (1 seule dimension et à une constante additive près) :



    En effet l'énergie mécanique totale d'un solide est la somme de son énergie cinétique et de son énergie potentielle, telle que (toujours à une dimension):



    Cette énergie est une constante du mouvement : (se montre facilement en utilisant la définition de l'énergie potentielle et le PFD).

    Revenons à l'exercice. Losque le solide n'est pas encore laché, sa vitesse est nulle, son énergie potentielle est maximum. Son énergie mécanique vaut donc (utiliser la définition de l'énergie potentielle avec ) :



    Lorsque le solide s'apprête à tomber sur le dynamomètre (placé à l'altitude ), son énergie cinétique est maximale (vitesse maximale ), et son énergie potentielle s'annule. Ainsi son énergie mécanique vaut :



    Puisque l"énergie mécanique est constante au cours du temps on a :



    On en déduit ainsi la vitesse à laquelle tombe le solide sur le dynamomètre :



    Voilà pour l'essentiel, à toi de faire le reste

    à +

  15. #14
    zephir84

    Re : Des dégat causé par...

    Si je resume les réponse de calculair et de winc, qui me paraissent correctes toutes les deux, on obtient :
    Poids instantané = racine (2.g.h.m.K)

    Notion interessante effectivement... Merci pour le commantaire dailleurs verdifre.

  16. #15
    Ouk A Passi

    Re : Des dégat causé par...

    Bonjour à tous

    Poids instantané = racine (2.g.h.m.K)

    Notion interessante effectivement...

  17. #16
    calculair

    Re : Des dégat causé par...

    bonjour,

    Je suis content de ma nouvelle notion

    Pratiquement c'est l'indication maximum donnée par un dynamomètre quand un objet tombe en s'accrochant sur l'extremite du ressort.!!

  18. #17
    verdifre

    Re : Des dégat causé par...

    bonjour,
    surtout quand on se rend compte que cette valeur depend du dynamometre à travers K
    fred
    On ne vient pas de nulle part et il serait souhaitable qu'on n'aille pas n'importe où !

  19. #18
    calculair

    Re : Des dégat causé par...

    Citation Envoyé par verdifre Voir le message
    bonjour,
    surtout quand on se rend compte que cette valeur depend du dynamometre à travers K
    fred
    C'est pas trop grave.....au moins ça fait sourire sur ce forum trés sérieux

    Il faudra sans doute deposer au pavillon de Breteuil à Sèvres, je crois, un dynamomètre de reference à coté du kilogramme poids !!!!!

    ( je sens que cela risque de generer un flot de messages )

  20. #19
    chaverondier

    Re : Des dégat causé par...

    Citation Envoyé par zephir84 Voir le message
    Si je resume les réponse de calculair et de winc, qui me paraissent correctes toutes les deux, on obtient :
    Poids instantané = racine (2.g.h.m.K)
    Disons plutôt réaction maximale d'impact sur un ressort horizontal de raideur k d'une masse m impactant ce ressort à l'horizontale après une chute sans frottement sur une trajectoire descendante de dénivelé h.

    Pour une chute verticale de hauteur h d'une masse m sur un ressort vertical, il ne faut pas oublier que la gravité continue à fournir de l'energie pendant l'écrsement x du ressort. Cela augmente l'enrgie fournie par la gravité donc la réaction d'impact R. On a alors : énergie de déformation du ressort = énergie fournie par la pesanteur, soit

    1/2 k x^2 = mg (h + x)
    R, la réaction maximale d'impact vaut R = k x

    En particulier pour une hauteur de chute nulle h = 0, on trouve :
    kx = R = 2 m g (et non pas R = 0)

    Dans le temps, la réaction d'impact oscille sinusoidalement entre R initial = 0 et Rmax = 2 m g (en pratique, l'oscillation s'amortit très vite et rejoint R moyen = mg en quelques oscillations amorties par une exponetielle décroissante).

    Si l'amortisseur de choc a au contraire un comportement plastique (amortisseur à seuil de réaction constante R0 quand le seuil R0 est atteint) au lieu d'un comportement élastique, alors pour une chute de hauteur h de la masse m sur l'amortisseur à seuil, de seuil R0, l'enfoncement x de l'amortisseur s'obtient en écrivant que l'énergie de pesanteur est dissipée par l'amortisseur à seuil, soit :

    R0 x = mg (h+x) (et la masse ne s'arrête jamais si R0 < mg dans ce modèle théorique )

  21. #20
    winc
    Invité

    Re : Des dégat causé par...

    Bon que les choses soient claires pour toi zephir84, il ne faut surtout pas considérer la façon dont le dynamomètre va mesurer la force du solide à travers sa raideur k.
    Ce n'est pas ce qui t'es demandé ici. On te demande juste de calculer la force accumulé par le solide au cours de sa chute. Après, la façon dont le dynamomètre mesure cette force à partir du moment où l'objet est en contact avec celui-ci ne te regardes pas du tout ! Ce que tu dois assimiler c'est que une fois cette force calculée, tu sais que le dynamomètre affichera la même valeur.
    Donc ne mélange pas tout ce qui t'es dit ici, qui laisse parfois à désirer.
    Si on répond au questionnement d'un membre du forum qui bûte sur un exercice, il est impératif d'être certains de ce que l'on dit en utilisant la bibliographie appropriée, c'est la démarche scientifique même.
    Ne répondez pas en vous basant sur de vague souvenirs, ou en faisant intervenir votre instinct, c'est un docteur en physique qui vous le dit et qui en a fait mainte et mainte fois la douloureuse expérience !!

    à+

  22. #21
    chaverondier

    Re : Des dégat causé par...

    Citation Envoyé par winc Voir le message
    Bon que les choses soient claires pour toi zephir84, il ne faut surtout pas considérer la façon dont le dynamomètre va mesurer la force du solide à travers sa raideur k.. Ce n'est pas ce qui t'es demandé ici. On te demande juste de calculer la force accumulée par le solide au cours de sa chute.
    La notion d'accumulation de force n'existe pas. On peut éventuellement parler d'accumulation d'énergie (d'énergie cinétique ou d'énergie de déformation par exemple).

    Par ailleurs, la question n'était pas posée par zephir84 mais par Einstein 7. Sa question portait sur la réaction à l'impact pour une masse qui tombe d'une certaine hauteur dans le champ de pesanteur terrestre. Cette réaction ne peut pas être dissociée des caractéristiques de raideur de l'objet qui subit l'impact et de l'objet qui tombe.

    En ce qui concerne Zephir84, pour lui un poids c'est l'action exercée (sur son pied par exemple) par un objet placé dans un champ de pesanteur. La difficulté de Zephir84 (et probablement d'Einstein 7 aussi) provient donc du fait qu'il ne sait pas bien ce qu'est un poids, à savoir l'action du champ de pesanteur sur l'objet et non l'action sur son pied de l'objet pesant (éventuellement animé, pour corser le tout, d'une vitesse acquise au cours de sa chute dans le champ de pesanteur avant d'aterrir sur son pied).
    Citation Envoyé par winc Voir le message
    Donc ne mélange pas tout ce qui t'es dit ici, qui laisse parfois à désirer. Si on répond au questionnement d'un membre du forum qui bûte sur un exercice.
    Ce qui ne semble pas être le cas ici.
    Citation Envoyé par winc Voir le message
    Il est impératif d'être certain de ce que l'on dit en utilisant la bibliographie appropriée, c'est la démarche scientifique même.
    La bibliographie pour une masse qui tombe sur un ressort ? . Bon, cela dit, être certain de ce que l'on dit si jamais on sent que la réponse risque d'être utilisée pour concevoir un matériel, je suis tout à fait d'accord. Je pense que le risque d'erreur n'étant jamais nul, et le risque d'erreur d'utilisation de la réponse étant extrêmement élevé (et à mon sens inacceptable si les conséquences sont suscpetibles d'être sévères) si le questionneur ne maîtrise pas le domaine de connaissance dans lequel se situe sa question, il faut le rappeler à chaque fois qu'on sent une application à but industriel cachée derrière une question posée. Une erreur dans un exercice, c'est quand même beaucoup moins grave.
    Citation Envoyé par winc Voir le message
    Ne répondez pas en vous basant sur de vagues souvenirs, ou en faisant intervenir votre instinct, c'est un docteur en physique qui vous le dit et qui en a fait mainte et mainte fois la douloureuse expérience !!

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