Éjection d'une masse avec gaz sous pression.

[nikos94]

Bonjour à tous,

Je sèche complètement sur un calcul, donc je viens demander une petit coup de pouce.

1)
Je souhaite éjecter une masse ( cylindre ) diamètre 60mm, longueur 100mm et de masse 400g à une distance d'1 mètre.
En faisant quelque recherche je trouve la formule de l'énergie cinétique : Ec= 1/2 m.v² ( j'ai pas la vitesse, je ne sait vraiment pas comment prendre le problème )

Dans un 1er temps je me disais de négliger la traîner induite qui me parais pas très simple à calculer, mais mes faible notion de physique/méca ne me permette pas d'aller plus loin pour le moment

Donc l'idéal serais de trouver l'énergie nécessaire à éjecter cette objet et l’accélération.

Ce qui en suis le second problème

2)
Le système d'éjection serais une sorte de vérin à gaz ( co2 ) télescopique, un petit dessin 3d pour mieux visualiser >>





1er partie 16*33mm
2eme 13*33mm
3eme 8*33mm

Volume total = 12.67mmCube

Le principe serais un peux le même qu'un lanceur de paintball.
Encore une fois dans un 1er temps on ne prendrais pas en compte les effort de frottement du vérin.

Ce serais une cartouche de CO2 12g ( liquide ) masse volumique ( 1257kg/mCube ) tandis que pour l'état gazeux ( 1.8714kg/mCube )
La pression est de 55Bar environ.

Le but maintenant est de savoir si la pression est suffisante à gonfler le vérin et ainsi éjecter ce maudis objets.
Sa fait pas mal de temps que je réfléchi dessus mais personne de mon entourage peux m'aider réellement là dessus, donc je ne cherche pas à qu'on me mâche le travail ni quoi que ce soit, ce mini projet est une démarche personnel donc je souhaite évidement comprendre ce que je fait.

Merci d'avance à ceux qui prendrons le temps de m'orienter et de m'aider sur ceux bonne soirée.
.
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[invite07941352]

Bonjour,
Si c'est un tir horizontal , il faut vous décider sur la hauteur par rapport au sol . A ce moment , vous calculerez v initiale à la sortie du canon :
C'est un mouvement à composante de vitesse horizontale constante avec la masse soumise à la gravité dès la sortie du canon .

[nikos94]

Bonjour,

Alors le système serais amené à tirer aussi bien à l’horizontal que à la vertical, mais les 1mètre de distance serais pour un tir horizontal.

En faite le tir seras fait à partir d'une plateforme en mouvement vertical avec sa vitesse propre.
Donc j'aimerais avoir un tir relativement tendu sur au moins 0.5m.

Je re plancherais dessus dans l'après midi et tous cas merci pour le coup de pouce

[nikos94]

Alors, j'avance doucement mais surement.
On a donc Ec = 1/2 m*v0² = 1/2 m*g*d² / (d+h) ou d = 1m et h = 30cm
1/2*0.4*9.81*1 / (1.3) = 1.5J

Ep = m*g*h = 0.4*9.81*0.3 = 1.18J
Em = Ec + Ep = 2.68J

V0² = 2*g*h = 2*9.81*0.3 = 5.89 m/s

Donc à partir de la si je veux recalculer mon Ec en remplaçant V0 j'obtiens 1.18J, je m'attendais à trouver 1.5J.

Si quelqu'un pouvais me filer un coup de pouce ce serais cool.

[A voir en vidéo sur Futura]

[obi76]

Bonjour,

je suis le seul à trouver ça dangereux de faire mumuse avec des cartouches de CO2 à quelques centaines de bar dans un montage artisanal... ?

[nikos94]

Bonjour,

aucune crainte à avoir, ce ne sont que pour le moment des calculs.
les cartouches co2 12g sont très répandus ( pompe pneu de vélo, airsoft ) destiné à être utilisée par le commun des mortels, la pression max est au alentour de 60barS.

[nikos94]

Personne pour un petit coup de pouce ?

[invite07941352]

Re,
On peut essayer ... Mais précisez ce que vous calculez !
Est ce un tir horizontal ? d ? h ? Je ne m'y retrouve pas !

[nikos94]

Re

Oui c'est bien un tir horizontal de distance 1m que je souhaite réaliser.

d = distance à laquelle je souhaite lancer l'objet = 1m
h = hauteur à laquelle est lancée l'objet = 30cm

C'est à dire que je souhaite avoir un tir de 1m et que cette objet atteigne les 1m avec une descente de 30cm max.

[invite07941352]

re,
Temps de chute pour 0.3m : 0.247s
Vitesse nécessaire pour parcourir 1 m en 0.247 s : 4.04 m/s

[Dynamix]

Salut
Déplacement vertical :
1/2.9,81.t²=0,3
en déduite t
Déplacement horizontal :
v.t = 1
en déduire v

[nikos94]

re

Ceci est le cas si l'objet tomberais à pique non ?
Comment calculer sa vitesse à V0 pour pouvoir parcourir 1m ?

[nikos94]

Salut
Déplacement vertical :
1/2.9,81.t²=0,3
en déduite t
Déplacement horizontal :
v.t = 1
en déduire v

t² = 1/2*9.81/0.3 = 0.0611
t = 0.247s

v = 1/t = 1/0.247 = 4.04 m/s

Donc si je comprend bien la vitesse V est la vitesse à V0 de l'objet pour qu'il atteigne 1m pour une descente de 0.3m ?

merci pour vos réponse.

[Dynamix]

Je ne vois pas ce que tu veux dire par "vitesse à VO"
La vitesse de chute est la même quelque soit la vitesse horizontale .
Et la vitesse horizontale est constante .

[nikos94]

En gros pour moi V0 est la vitesse nécessaire que doit transmettre le vérin à l'objet lors de sont action pour pouvoir l'éjecter à 1mètres.
Sachant que la course du vérin est de 66mm.

D’où ma question est ce que les 4.04 m/s trouvé ci dessus correspond à cette vitesse ?

[Dynamix]

Oui , c' est V0
Ou la vitesse horizontale à tout instant , vu qu' est est constante .

[nikos94]

Ok donc :

V0 = 4.04 m/s
Ec = 1/2*m*V0² = 1/2*0.4*4.04² = 3.26J
a = V0²/2d = 4.04/2*0.66 = 12.36 m/s²

On arrive donc avec un déploiement du vérin en 0.33sec.


Reste plus que la méca des fluides

Si y'en a parmi vous qui ont des pistes c'est bienvenue, je me met à bouquiner de mon coté

[Rachilou]

Ok donc :

V0 = 4.04 m/s
Ec = 1/2*m*V0² = 1/2*0.4*4.04² = 3.26J
a = V0²/2d = 4.04/2*0.66 = 12.36 m/s²

On arrive donc avec un déploiement du vérin en 0.33sec.


Reste plus que la méca des fluides

Si y'en a parmi vous qui ont des pistes c'est bienvenue, je me met à bouquiner de mon coté

Mais aussi de la thermodynamique...

[Dynamix]

a = V0²/2d = 4.04/2*0.66 = 12.36 m/s²

C' est une valeur moyenne si on suppose la poussée constante , mais avec ton système télescopique , c' est loin d' être le cas .
En fait , c' est la poussée qu' il faut regarder plutôt que l' accélération .
Et 66 mm , ça ne fait pas 0,66 m