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notion de force et couple



  1. #1
    gwath

    notion de force et couple


    ------

    Bonjour à tous,

    Après dinombrable recherche je n'ai toujours pas une idée claire du calcul du couple.

    Je fais une étude sur des vélos, j'ai calculé le couple maximum disponible au niveau de la roue qui est de 71 Nm ensuite je souhaite connaitre la résistance dûe au roulement, celle du vent et celle d'une pente par exemple à 10%.

    J'ai trouvé toutes ces informations seulement ces résistances sont exprimés en N et je n'arrive donc pas à faire une comparaison. je sais que 1Nm = 1N (~100g) à 1 mètre mais sa ne m'avance pas beaucoup.

    Par exemple le calcul pour une pente à 10%:
    Fp = m*g*sin (alpha) ce qui me donne 92.7N et à partir d'ici comment peut-on le comparer au 71 Nm du début?

    voili

    Merci d'avance pour vos réponses

    -----

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  4. #2
    hydrochristian

    Re : notion de force et couple

    Bonjour

    La relation entre la force et le couple est le rayon.
    C=F×R
    cordialement

  5. #3
    gwath

    Re : notion de force et couple

    merci de votre réponse.

    j'ai ma relation Fp = m*g*sin (alpha) = 92,7N qui est la force dûe à la pente.

    Ou dans le cas de la force dûe au vent : Fa = 0.5 Rho*Cx*S*V^2 = 22.25 N
    Je ne saisis pas très bien où se trouve le rayon ?

    De plus dans mes relations les forces sont appliquées en quel point?

  6. #4
    hydrochristian

    Re : notion de force et couple

    Rebonjour

    Vous avez :
    La force du à la pente.
    Fp=m×g×sinα
    Celle du au vent.
    Fa=1/2×ρ×S×C×v^2
    Il vous manque celle de roulement qui doit être égale il me semble à.
    Fr=m×g×cosα×cr
    Où -cr- est le coefficient de roulement que je ne connais pas pour une roue de vélo.
    Vous additionner ces trois forces pour obtenir la force totale du mouvement.
    Puis pour la comparer au couple moteur de 71N/m vous utiliser la formule :
    C=F×R
    Où -R- est le rayon de la roue motrice.
    cordialement

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #5
    gwath

    Re : notion de force et couple

    merci encore je peux enfin avancer.

    concernant les coefficients j'ai trouvé ceci :
    http://fontanilcyclisme.phpnet.org/p..._puissance.php

    Après calcul je trouve pour une pente de 10% un couple de 36Nm
    pour une pente de 5% un couple de 5.7 Nm

    Je n'ai aucune notion de ce que sa représente mais appliquer une force de 3.6Kg à un mètre me parait faible pour monter une telle pente à 25 km/h même sans vent. (Si le détail de mes calculs vous interresse je peux les mettre)

    la résistance du vent se calcul avec un vent à vitesse nulle, pour rajouter cette condition suffirait t'il de les ajouter ou de les soutraire (suivant si le vent est de dos ou non) à la vitesse du vélo dans l'équation Fa = 0.5*Rho*Ca*V^2*S ?

  9. #6
    hydrochristian

    Re : notion de force et couple

    Rebonjour

    Pression aérodynamique
    Q= V^2/1.63=6.94^2/1.63=29.58 N⁄m² donc F v=Q×S×Cd=29.58×0.425×0.812=10. 2N

    Exemple :
    Masse totale à déplacer poids du cycliste + celle du vélo=80kg. vitesse du cycliste 25Km/h soit 6.94m/s
    Surface exposée au vent= 0.425m² Cd=0.812.
    Pente à gravir 10% soit 5.71°.

    Fp=m×g×sinα=80×9.81×sin5.71=78 N
    Fr=m×g×cosα×cr=80×9.81×cos5.71 ×0.003=2.34N
    Pour simplifier on considère que l’action du vent est perpendiculaire au cycliste.
    Fv=1/2×ρ×S×Cd×v^2=1/2×1.225×0.425×0.812×6.94^2=10. 18N
    La force Fv est uniquement celle engendrée par la vitesse du cycliste si il y a vent de face l’action du vent se rajoute si au contraire le vent souffle de dos l’action se retranche.

    Ft=Fp+Fr+Fv=78+2.34+10.18=90.5 2N
    Puissance dépensée :
    Pw=F×V=90.52×6.94=628w
    -Robuste le gaillard-.
    cordialement

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  11. #7
    gwath

    Re : notion de force et couple

    Bonjour,

    Merci pour l'aide apportée

    après quelques rectifications et coefficients différents, je trouve enfin ce que je voulais. c'est vrai que le gaillard est costaud, un cycliste du tour de france dépense 450W maximum apparement.

    Je suis maintenant à la recherche de documents clair et simple sur les couples de démarrage avec le calcul de l'inertie etc.

    Une petite précision, dans le calcul de la pression aérodynamique je ne vois pas d'où provient le 1,63. pourrait-on m'éclaircir svp?

    cordialement

  12. #8
    hydrochristian

    Re : notion de force et couple

    Bonjour

    Les deux équations sont identiques
    Le coeficient 1.63 vient : 1/(1.225/2)=1.63
    cordialement

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