quantité de mouvement et énergie cinétique

[juliendusud]

1) Une boule de 2 kg est lancée à 10 m/s, sa quantité de mouvement est de 20 N.s, son énergie cinétique est de 100 J.
2) Une boule de 3 kg est lancée à 8 m/s, p=24 N.s,
Ec=96 J.
Laquelle arrêtez vous, justification souhaitée.
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[BioBen]

J'aurai tendance à plutot me concentrer sur l'energie, qui comparativement me semble pouvoir faire plus de dégats (par tranfert d'energie justement).
Dans le meme ordre idée :
1/ balle de 0,02kg à 300 m/s => p= 6 et Ec = 900
2/ balle de 5kg à 10m/s => p=50 et Ec= 250

Le cas n°1 représente une balle de fusil, donc je préfère intercepter le n°2 (ca m'a pas l'air de faire trop mal...).

[Argawaen]

j'attrape la boule 2
en me supposant au repos, la boule 1 a plus d'énergie à dissiper ( où est la masse réduite du systeme boule+moi) du fait de sa vitesse plus importante qui compte au carré.

[invite3bc71fae]

L'exemple de la balle de fusil suppose que l'objet à une densité élévée d'où une pression à l'impact supérieure... celà fausse les représentations selon moi...
La même balle de 20g dans un volume de ballon de basket à la même vitesse (dans le vide) est déjà beaucoup moins impressionnant...

Moi, je m'intéresserais plus à la quantité de mouvement, simplement parce que c'est avec cette grandeur qu'on m'a appris à me méfier de ma vitesse sur route...(rien de scientifique, là dedans...). L'énergie cinétique servant plutôt à illustrer le travail des freins pour arrêter le véhicule, il n' y avait donc pas de notion de choc.

[A voir en vidéo sur Futura]

[BioBen]

L'énergie cinétique servant plutôt à illustrer le travail des freins pour arrêter le véhicule, il n' y avait donc pas de notion de choc.

Oui mais la destruction que tu vas causer à ton véhicule et à l'autre puise forcéement son energie quelque part : de l'energie cinétique (puisque l'energie n'est pas censée varier au cours du temps).

J'aurai tendance à dire que quelque soit les objets (effectiviement ma representation pouvait etre trompeuse, mais c'était pour illustrer l'idée), tout ce qui va pouvoir causer des destructions/deformations doit puiser son energie quelque part.
Si on prend un objet qui a une vitesse <1 mais une masse assez elevée, alors il aura une minuscule energie cinétique (v²) et une quantité de mouvement "normale". Mais il ne pourra pas causer beaucoup de dégats puisqu'il n'aura pas d'energie à dissiper (ou presque).

Subtile question ....

[invite3bc71fae]

Mais en cas de choc inélastique, c'est bien la quantité de mouvement qui détermine ma vitesse après l'impact, non ?

[BioBen]

Mais en cas de choc inélastique, c'est bien la quantité de mouvement qui détermine ma vitesse après l'impact, non ?

Ouep, mais le bilan d'energie se fait toujours par les Ec

[invite3bc71fae]

En fait, on a besoin de connaître la masse de l'individu percuté.
En effet grace à cette information, on peut calculer la vitesse des deux objets après le choc mou et ainsi l'énergie cinétique transformée en énergie de déformation. Ainsi l'énergie de déformation dépend également de la masse de la cible.

[invite3bc71fae]

Dans mon cas (60 kg), si je suppose qu'après l'impact, l'objet et moi-même allons à la même vitesse, l'objet et moi-même recevront 97 J en énergie de déformation dans le cas 1 et 91 J dans le cas 2. donc c'est finalement le cas 2 qui est préférable pour moi...

[BioBen]

donc c'est finalement le cas 2 qui est préférable pour moi...

De même pour moi
En fait il suffirait de regarder à quelle condition c'est le cas 1 qui est préférable ... mais moi je vais me coucher

[invite3bc71fae]

Moi aussi, laissons faire les québécois...

[invite436c869c]

Le problème est mal posé : tout dépend de la surface de contact et comment on veut arrêter l'objet. Si c'est une balle de fusil ou un gros ballon, ça fait pas le même effet!
Draune

[invitef591ed4b]

Si on parle en terme de force à appliquer pour arrêter l'objet, alors il est plus facile d'arrêter celui qui possède une plus petite quantité de mouvement, indépendamment de la forme des objets et des échauffements éventuels lors des contacts, etc.

[juliendusud]

Le problème est mal posé : tout dépend de la surface de contact et comment on veut arrêter l'objet. Si c'est une balle de fusil ou un gros ballon, ça fait pas le même effet!
Draune

En effet, je précise que les deux boules ont le même rayon, même matériaux, même couleur, mais pas la même masse et pas la même vitesse.

[invite09c180f9]

Je pense qu'il est plus juste dans ce cas là de considérer la valeur de l'Ek qui est proportionnelle à v², alors que p est proportionnel à v !! Il faut penser que cette énergie va vous être transmise si vous arrêtez l'objet !!

[invite436c869c]

Oui moi aussi je partirais plutôt sur l'énergie cinétique. En fait c'est la dérivé de la quantité de mouvement qui est relié à la force, et non la quantité de mouvement elle-même.
Draune

[Argawaen]

disons que la boule avec la plus grande quantité de mouvement nous fera peut-être plus reculer que l'autre tandis que la boule avec la plus grande énergie cinétique aura plus d'energie à dissiper et nous fera plus de dégat, plus de mal.

[invitef591ed4b]

Je plussoie le message d'Argawaen.

[invitec336fcef]

Je pense qu'il faut se référer à l'énergie cinétique. En effet, pour arrêter une boule possédant une Ec de 100 J, il faut exercer une force résistive dont le travail aurait la valeur 100J, contre 96J contre la deuxième boule. On peut se douter alors que la première boule fera plus de dégâts lors d'un impact sur un corps solide.

Cependant, j'ai tendance à penser que le problème est mal posé, car il n'y a aucun renseignement sur le référentiel, sur le milieu ambiant, sur les conditions initiales de lancement....

[invite6b72b336]

je prend aussi en compte le fait que l'energie est plus faible... je ne me pose pas (et peut etre a tort) toutes ces questions tordues, et a pire : j'en arrete aucune, le sol le fera tres bien !!!

[invite6b72b336]

Cependant, j'ai tendance à penser que le problème est mal posé, car il n'y a aucun renseignement sur le référentiel, sur le milieu ambiant, sur les conditions initiales de lancement....

c'est probable !! voir certain !!

[invite3bc71fae]

J'arrête la boule 2 car les muscles de mes jambes peuvent facilement arrêter le déplacement plus important provoqué par la quantité de mouvement provoqué par la boule 1 alors qu'en cas d''échec des muscles de mes bras face aux 97 J de déformation, je recevrai des dégâts aux thorax...

[invite687e0d2b]

je ne saisis pas bien la différence entre quantité de mouvement et énergie cinétique?
je croyais que c'était la même chose...
si la quantité de mouvement est la masse multiplié par la vitesse au carré alors l'énergie cinétique c'est quoi?

[invite88096103]

Je pense que tu te trompes de définition:

l'énergie cinétique vaut E=mv²/2
La quantité de mouvement vaut p=mv

Remarque que la quantité de mouvement est la dérivée de l'énergie cinétique

[invite8ef93ceb]

1) Une boule de 2 kg est lancée à 10 m/s, sa quantité de mouvement est de 20 N.s, son énergie cinétique est de 100 J.
2) Une boule de 3 kg est lancée à 8 m/s, p=24 N.s,
Ec=96 J.
Laquelle arrêtez vous, justification souhaitée.

Pour donner une vitesse v1 à un objet de masse m1, on lui fourni une énergie (cinétique) K1. Chaque boule a donc stocké, respectivement, une énergie K1 et K2.

Aussi, l'énergie cinétique, c'est l'énergie qui sera récupéré si on fait passer la boule de sa vitesse v à une vitesse nulle. Comment on récupère cette énergie? En dispersant des morceaux de corps un peu partout.

Donc, il faut choisir la boule qui a le moins d'énergie cinétique, c'est elle qui a le moins d'énergie à transmettre, celle qui fera le moins de dégat.