chute d'un corps
Bonjour, je fouille dans mes connaissances mais pas fastoche !
J'ai cherché la formule pour calculer la vitesse d'un corps de 90kg tombant dans le vide, d'une hauteur de 76 m. J'ai trouvé, après avoir fusillé pas mal de neurones: 139 km/h (V2 x g x h) mais suis pas du tout sure.
Je cherche actuellement comment calculer le poids (en kg) lors de l'impact sur un sol dur (type béton) et j'ai besoin d'un sérieux coup de main.
Je vous remercie pour vos réponses à venir.
ouiEnvoyé par pecite
On ne mesure pas un choc ni comme un poids, ni en kg.Je cherche actuellement comment calculer le poids (en kg) lors de l'impact sur un sol dur (type béton) et j'ai besoin d'un sérieux coup de main.
Cordialement,
Bonjour,
Michel a raison, je pense que tu poses mal la question. Retranscris exactement ce que dit ton exercice.
"Quand les gens sont de mon avis, il me semble que je dois avoir tort."O.Wilde
Bonjour,
La vitesse de chute libre aprés une chute sans vitesse initiale d'une hauteur h est racine carré de 2 g h.
J'ai l'impresssion que l'on depasse les 220 km/h.
Au moment de l'impact ce qui est certain ta masse de 90 Kg aura le même poids que 76 m plus haut, mais une energie cinetique de de 1/2 mV².
C'est cette energie, qu'il faudra dissiper, sous forme de chaleur, deformation, rupture....etc
Non : racine(2xgxh) = racine(2x9.81x76) = racine(1491.12) = 38.61 m/s = 139 km/h...
"Quand les gens sont de mon avis, il me semble que je dois avoir tort."O.Wilde
Bon ben d'après Nico, mon résultat est correct (139 km/h)...c'est déjà ça !
Si on ne calcule pas le poids lors d'un impact en kg, en quoi le calcule-t ton ?
Peut-être peut-on parler alors de FORCE de choc ?
Si c'est le cas, comment la trouve-t-on avec les données que j'ai ?
Cette question n'est pas issue d'un exercice mais d'un fait réel: on m'a demandé si je savais calculer le choc (en kg ou en tonne) d'une masse de 90kg (qui tombe de 76m dans le vide) au point d'impact sur du béton?
J'espère que c'est mieux formulé maintenant...
Non plus.
Répondre "non".Cette question n'est pas issue d'un exercice mais d'un fait réel: on m'a demandé si je savais calculer le choc (en kg ou en tonne) d'une masse de 90kg (qui tombe de 76m dans le vide) au point d'impact sur du béton?
mmy:
ex des crash-tests de bagnole, où l'on évoque la force de collision d'un corps en tonne...
je fais justement mon tfe sur les verres de sécurité et suis confronté a certain teste me donnant une hauteur et une masse de bille tombant sur un verre. j'ai aussi effectué dan un labo des testes sur des pare brise de voiture. l'énergie dissipée par la matière s'exprime en joule.
Ce n'est pas parce qu'on en parle que c'est vraiment scientifique...mmy:
ex des crash-tests de bagnole, où l'on évoque la force de collision d'un corps en tonne...
Il faut prendre chaque cas un par un et le décortiquer pour comprendre de quoi il est vraiment question.
En très court, en précisant pas mal de conditions à un choc on peut le traduire en accélération, et on peut traduire l'accélération subit par un objet (un corps humain par exemple) en force.
Mais cela ne correspond pas à une approche générique qui permettrait de dire qu'on peut mesurer tout choc ou tout impact par un "poids" ou par des "kg" ou par une force.
Si tu prends des documentations sur des marteaux-piqueurs, machines pour lesquelles la notion de performance est bien celle d'un choc, l'unité utilisée est le Joule, c'est à dire une énergie, en ligne avec l'exemple pris par sebotor.
Dans le cas du message #1, les données sont suffisantes pour mesurer l'énergie du choc, c'est mgh, soit 76 x 9.8 x 90 = 67 kJ.
Cordialement,
Pour appuyer Michel (même s'il se débrouille bien sans moi), on peut parler de force lors des crashs tests car on fait rouler la voiture à 50km/h si je ne m'abuse et on la fait foncer dans un mur. Lors du choc, la voiture se déforme afin d'absorber l'énergie cinétique (1/2mv²) sur une distance plus ou moins courte et en un certain temps. On peut ainsi calculer la force équivalente que la voiture a subie durant son arrêt.
Ainsi il manque à ton exercice (ou cas réel) une donnée essentielle : la distance sur laquelle cette énergie est dissipée (je rappelle juste que W(F) = F x L x cos(F,L) ).
"Quand les gens sont de mon avis, il me semble que je dois avoir tort."O.Wilde
mmy et nico..merci
j'ai effectivement trouvé le résultat en joules, alors en lisant des crash-tests, pourquoi lit-on par exemple: un enfant non attaché (dans une voiture) lors d'un crash représente un "poids" de 750 kg au point d'impact sur le pare-brise?
ces "750 kg" représente quoi exactement? une énergie, une force, une masse ? comment en arrive-t-on à un résultat pareil ?
Premièrement il y a abus de langage car un poids s'exprime en Newton et non en kg. Il s'agit d'une masse. Deuxièmement, on donne ce nombre pour que la plupart des gens comprennent que ne pas être attaché à l'arrière d'un véhicule, même pour les plus légers d'entre nous, représente un danger pour ceux à l'avant. En effet, un enfant non attaché qui vous rentre dedans lorsque vous avez un accident à 50km/h, c'est "comme si" vous vous preniez un objet de 750 kg à l'arrêt. Un piano quoi. On introduit ces 750 kg pour que "ça parle" aux gens. Imaginez qu'on leur dise "un enfant non attaché à 50km/h représente une énergie de 3800 Joules". Qui comprendrait et réaliserait que c'est dangereux ?
Disons que l'enfant pèse 40kg et que la voiture avance à 50km/h. L'énergie de l'enfant est donc : 1/2mv² = 1/2 x 40 x (50/3.6)² = 3858 Joules
Le travail d'une force est : F x Longueur = masse x g x Longueur
Pour faire ce calcul, ils ont simplement estimé que le choc était amorti sur une longueur de 50 cms.
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Merci Nico, j'ai estimé la Force à 883....mais 883 quoi (avec un amortissement de 100 cm).
Sinon, j'avais déjà trouvé l'énergie en joules mais c'est vrai que ça ne parle pas !
tiens j'aimerais savoir si l'on peu faire ce calcul
si la vitesse de chute est de 38,61 m/s
la quantité de mouvement est alors de Q=m*v
soit 3474.9 Q au moment de l'impact
et l'on deduit que N=Q/t (t = temps de l'impact) soit 0.1s (le sol est dur, toute l'energie se dissipe très rapidement)
l'on obtient 34 749N au moment de l'impact soit environ 3,5 tonnes force...
bref le poid relatif d'un jeune éléphant pendant 1 dixième de seconde...
pas sur de la conversion entre Quantité de mouvement et Newton
lut,
le tout est de pouvoir déterminer le % d'absoprtion d'energie des deux systeme ( le corp et le sol) le sol dissipera l'energie en la renvoyant sur le corp jusqu'au moment où il n'y aura plus d'effet élastique du corp ( force maximum)
c'est ce principe qui est étudié pour tout les matériaux susceptible de recevoir un impacte. les pare brise de voiture résiste a un impacte d'une bille de plomb de 2.27kg laché a une hauteur de 7m. c'est le polymere ( polyvinyl butyral)placé entre les verre qui se déformera, ceci permetra d'absorber le choc.
donc quand tu parle plus haut du poid d'un corp sur un pare brise, ou tu donne une valeur théorique en suposant que le pare-brise ne se déforme pas.
ou tu dois prendre en compte la déformation et donc l'absorption d'energie.
ce qui est important aussi c'est de prendre en compte la surface d'impactée.
un mur représente 100% de zone impactée mais une balle de fusil ne représentera pratiquement rien. donc toute l'energie ne serra pas dissipée si la balle traverse le corp.
j'ai ici des résultats d'impacte de balles sur des vitrage antiballes
teste normalisé NBN EN 1063 ( si tu les demande je te donnerai volontier les références de m'est tests)
le nombre de tir signifie le nombre minimum de tire de l'arme pour qu'un vitrage fabriqué suivant la norme cité ne laisse pas passer le projectile.
voila je suis sans doute hors contexte mais je trouvais cela intéréssant de prendre aussi en compte la surface impactée car l'energie ne serra pas forcément dissipée.
la masse dont on parle lors d'un choc (enfant à 750kg par exemple) est à mon avis calculée à partir du poids apparent, donc fonction de la decceleration
l'objet arrive au sol avec une certaine vitesse. puis il ralentit (en s'ecrasant) pour finir ecrasé et à l'arret. entre temps il a subit une acceleration (decceleration) qui a induit un certain "poids" sur le sol pdt un temps tres court.
tout depend de la trajectoire au sol, si l'objet se deforme bcp ...
aucun objet massif ne stoppe instantanément sa vitesse (qui reste continue).
hm, si le projectile est arrété, c'est qu'il a décéléré et que donc toute son énergie a été dissipé, peu importe la surface ou la capacité ou non d'absobtion, que ce soit dans un gilet pare-balle ou dans un sac de sable, l'energie donné a l'ipulsion dans le canon se dissiperas, et cette energie est égale a la quantité de mouvement, m x v... reste a lui ajouter un temps de dissipation en seconde, pour retrouver la valeur en newton,
N= 1 kg⋅m⋅s-2,
et la quantité de mouvement
Q= kg . m . s-1
N=Q/s (s temps de décéleration)
Non. Même s'il y a une parenté, énergie et quantité de mouvement sont deux grandeurs distinctes, qui ne peuvent pas être "égales".
Cdlt,
@thomas markley :
idem ca fait mal aux yeux)
dans ton calcul sur lequel je ne me suis pas penché, il te reste a postuler un temps, donc la maniere dont le projectile s ecrase a son importance, contrairement à ce que tu dis.
hm, je veux bien MMY, mais tout de même, j'aimerais bien savoir vous faites pour faire la différence, après tout un mobile ne fait que se "charger" de mouvement,et comme le dit gallilé, le mouvement ce n'est pas grand chose, surtout "localement"... le mouvement est très relatif, il n'est d'ailleurs "que" relatif, le moyen d'en prendre conscience est dans les phase d'accélération et de décélération... quand le mobile est mû par une force. il reçoit donc une énergie, une énérgie qui est relative a sa masse et proportionnelle à sa vitesse(relative).. quand un mobile décélère toute l'energie cinétique, la vitesse de ce mobile se transforme, et que reste-t-il du mouvement?? rien, quand un mobile n'a plus d'nergie cinétique, son mouvement est nul, et sa quantité de mouvement l'est elle aussi.
descartes vs newton que ces notions de base, a vu de nez. et voir que le Newton et la quantité de mouvement ne diffère que par un symbole, une division par la seconde, donne plus qu'a penser que tout cela est presque la même chose, l'un parle d'une quantité Q de vitesse pour une masse m, tendis que l'autre le newton mesure l'accélération de cette masse, soit l'incrémentation de sa vitesse, et cela proportionnellement a sa masse.
donc je veux bien que cela ne soit pas la même chose, parceque c'est un poil différent, mais dire que l'on ne peux extraire l'une a partir de l'autre, je reste un peu perplexe... mais je veux entendre vos explications.
pour moi, la quantité de mouvement reste l'energie incluse dans un mobile en mouvement relativement a un observateur, si le mobile modifie sa vitesse pour se déplacer a la même vitesse que l'observateur, sa masse n'évolue pas, mais sa vitesse, son mouvement elle disparaissent a l'observateur, son energie de déplacement aussi donc...
Ce qu'affirme MMY (à raison d'ailleurs), c'est qu'on ne peut pas parler d'égalité au sens mathématiques. En terminale, on apprend à faire des équations "aux dimensions" afin de vérifier si telle ou telle variable est réellement un courant, une longueur, une énergie,... Et de ce point de vue là, on ne peut pas dire que quantité de mouvement et énergie sont égales.
Après il est sûr que ces deux valeurs sont liées et qu'on peut trouver l'une par rapport à l'autre mais ce n'est pas vrai dans tous les cas et on ne peut pas en faire une généralité.
"Quand les gens sont de mon avis, il me semble que je dois avoir tort."O.Wilde
Et pas non plus au sens physique.
Au sens mathématique c'est assez évident, l'un (l'énergie) est un scalaire, l'autre (la quantité de mouvement) est un vecteur.
Désolé, mais non. Il est impossible de trouver l'une à partir de l'autre sans faire intervenir une troisième variable.Après il est sûr que ces deux valeurs sont liées et qu'on peut trouver l'une par rapport à l'autre
Les deux grandeurs ne sont pas liées, ou du moins elles sont "liées" uniquement en faisant intervenir une troisième grandeur, ce qui n'est pas très intéressant, parce qu'alors toutes les grandeurs physiques ou presque sont liées entre elles à ce sens.
Par exemple, l'énergie et la quantité de mouvement ne sont pas plus liées entre elles que la ddp et le courant.
Une des relations est par exemple E = p²/m (faisant intervenir comme troisième variable une masse), à comparer à des formules genre E = RI². On voit bien qu'une telle relation ne permet pas de dire que E et p sont plus particulièrement liées que E et I.
Autre relation intéressante (avec comme troisième grandeur la vitesse), juste donnée à titre provocatif,.
Cordialement,
Re : chute d'un corps
Eh ben , si j'avais pensé faire tant de remue "méninges" quand j'ai posé ma question..., je l'aurais fait plus tôt!
En ce qui me concerne, ça fait un moment que je ne vous suis plus, je suis larguéemais je vois que vous vous comprenez, alors...faites-vous plaisir !
je reste quand même perplexe, en fait je dois avoir du mal a voir ce qui est mesuré dans la quantité de mouvement alors. m x v(mouvement inertiel) et aussi le poid(mouvement accéléré), certes ce n'est pas la même chose, mais comment trouver un mobile en mouvement (relatif) qui n'est jamais été accéléré (ou d'observateur au choix)...
en fait je n'arrive même a vior comment vous trouvez qu'il puisse y avoir une différence de "nature" et non de "forme" entre ce que mesure la Q de mvt et le newton qui ne s'occupe que des accélérations, ou de ce qui est soumis à une force. (puisqu'il me semble l'on mesure même les forces en quantité d'accélération-décélération, g = 9.81m/s-2, soit 9.81 N) les objets "statiques" sont-ils un cas paticuliers pour qu'on mesure la force qui s'applique à eux sous la forme d'une accroissement de vitesse ??
il me semble que si l'energie de la vitesse d'un mobile se mesure en quantité de mouvement, son accélération est une quantité d'accélération du mouvement non? une petite variable de plus, non?
je n'ai pas tout compris de tes questions... mais deja ce que je peux te dire :
- il faut faire attention aux unités, l'energie n'est pas la qtt de mouvement (pas les memes unités), la gravité n'est pas une force (g = 9.81m/s² = 9.81N/kg)...
- la mecanique classique, les notions d'acceleration et d'energie, tout ça est deja pas mal résolu et il convient d'apprendre toutes ces notions avant de partir dans tous les sens : maitrise ces outils et tu pourras decrire beaucoup de systeme.
la relation fondamentale de la dynamique dit :
somme des forces = variation de la qtt de mouvement = m . a (souvent)
somme des moments = J. d(vitesse de rotation)/dt
apres tu as l'energie :
variation d'energie cinetique (Delta(1/2 m v²))= travail des forces
apres evidemment il faut savoir ce qu'est une force, un moment, une acceleration, une vitesse, une energie, une masse et un travail...
..si on peut deduire la qtt de mouvement à partir de l'energie, alors essaye un peu de calculer la qtt de mouvement d'un objet qui a 100J d'energie cinetique... tu vois qu'il manque qcq chose?
Bonjour,
j'aurais une petite question concernant la formule de la vitesse de la chute libre:
v=racine(2gh)
Cette formule ne concerne que la vitesse du solide juste avant le choc, c'est cela? C'est une vitesse instantanée?
Car je vois souvent que l'on dit que c'est la vitesse après une chute, mais après la chute, la vitesse est nulle.
Bonjour,
cette formule est etablie dans le cas d'une chute libre en negligeant la resistance de l'air. C'est la vitesse instantanée atteinte aprés une chute sans vitesse iniale d'une hauteur h
Oui d'accord mais la vitesse du solide à quel moment?
Vous dites après la chute, mais elle est nulle non?
Je ne pense pas que ce soit la vitesse du solide pendant la chute car la chute libre étant uniformément accéléré, la vitesse augmente mais la hauteur diminue, ce qui contredit la formule.
Donc pour moi, c'est la vitesse juste avant le choc.
Suis-je dans l'erreur?
