(TPE) Module de Compression

[invite53c463eb]

Bonsoir, comment pourrais-je mesurer les valeurs du module de compression de l'acier sans utilisé de machine? Une autre expérience est elle possible ?

Cordialement
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[invite6dffde4c]

Bonjour.
Oui. La mesure de la vitesse du son (ondes longitudinales) dans le matériau.
Seule contrainte, il faut que la fréquence soit telle que la longueur d'onde dans le matériau soit petite comparée aux dimensions transversales du solide (ou liquide).
Il faut aussi connaître la densité du matériau.
Au revoir.

[invite53c463eb]

Et comment exécuter l’expérience ?
Merci

[invite6dffde4c]

Re.
Le plus simple (et le plus cher) serait avec un échographe (comme ceux utilisés en médecine ou dans l'industrie): une sonde qui envoi des impulsions ultrasoniques et qui regarde l'écho. On mesure le temps d'aller-retour et on déduit la vitesse.
Vous pouvez essayer de vous faire un échographe avec des transducteurs piézoélectriques. Mais il faut avoir un peu d'expérience en électronique (et accès à un atelier). Puis il faut trouver des transducteurs qui montent en fréquence car il faut travailler au moins à 1 MHz.
Une solution intermédiaire serait de louer un échographe.
A+

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite53c463eb]

Bonjour,
Tout d'abord merci pour votre reponse
Et par exemple si je vais chez un vétérinaire pour lui demander si il peut me laisser faire un essai avec son échographe sa marchera ? Que dois je faire avec cette échographe ? ^^

[invite6dffde4c]

Bonjour.
C'est une bonne idée. Ça marchera encore mieux si vous demandez au vétérinaire de faire lui-même l'échographie de votre morceau d'acier. Demandez-lui de vous donner l'épaisseur du morceau que son appareil lui donne. Bien sûr, son appareil lui donne une épaisseur basée sur la vitesse du son dans les liquides physiologiques dans lesquels la vitesse du son est un peu plus faible que dans l'eau.
Pour le calibrer, apportez aussi une bouteille plastique pleine d'eau. Une bouteille parallélépipédique (comme celles de Volvic).
À partir de l'épaisseur de la bouteille que son appareil lui donne, vous pourrez calculer la correction à apporter entre son appareil et la réalité pour l'eau claire. Puis avec cette valeur vous pourrez déduire le temps et la vitesse sur l'acier.
Mais rappelez-vous qu'il vous vaut un pavé en acier et non un petit bout de tôle ou un boulon. Et que, comme la vitesse du son est de 6 km/s (4 fois plus grande que dans l'eau), il faut que l'épaisseur soit 4 fois plus grande que la profondeur minimale que son appareil peut mesurer (de l'ordre du centimètre, j'imagine). Il faut donc trouver un morceau d'au moins 4 cm d'épaisseur et d'au moins 10 cm de large.
Au revoir.

[invite53c463eb]

Ok merci beaucoup.
Mais je pourrais déduire quoi de cette expérience, simplement le vitesse du son dedans ? ou bien je pourrais faire des calculs par la suite ?

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Une fois que vous avez la vitesse v, vous mesurez la densité rhô (masse volumique) et vous calculez le module de compressibilité B:

Au revoir.

[invite53c463eb]

D'accord merci pour cela
Et au niveau de l’élasticité cela serai t'il bien ?



Si je fais l'expérience avec un fil d'acier de 2 mm de diamètre et de 1m de longueur, en suspendant à ce fil des masses ? ainsi je pourrais calculer l'élasticité non ?

[invite6dffde4c]

Re.
En étirant le fil ou en le pliant, vous trouverez le module de Young, mais pas celui de compressibilité.
A+

[invite53c463eb]

Oui oui je sais et par exemple sur cette image , avec le poids de 50 kilos sa bouge de 8 mm , donc comment je peux calculer l'élasticité ? ^^