Puis-je marcher sur ce lac gelé? Question existentielle/Mécanique Newtonienne

[invitef36e1d7b]

Bonjour à tous,
Cet après midi j'ai voulu savoir si il m'était possible de marcher sereinement sur un lac gelé lors d'une balade.
Bien évidemment, je ne voulais pas risquer ma peau alors j'ai lancé une pierre verticalement sur ce lac, sans vitesse initiale et ce d'une hauteur d'environ 3m50.
J'ai estimé la surface de contact entre le lac et la pierre au moment du choc comme étant un disque de 5cm de rayon et la masse de la pierre de 2,5kg.

Pour ma part, je fais 62kg et mes chaussures ont chacune une surface au sol d'environ 160cm² (estimation :rectangle de 20cm par 8cm)


Pour répondre à cela j'ai commencé par calculer la vitesse au moment de l'impact de la pierre.

Formule vitesse d'un corps en chute libre : v_pierre = √[2×g×h]
Soit v_pierre = √[2*9.81*3.5] = 8.29m/s

Ensuite, je veux convertir en energie cinétique, soit E_c = 1/2 * m * v²
J'obtiens donc E_c = 85.91 J

Cependant, ici je ne sais pas comment convertir ces Joules en Force (Newton) afin d'avoir une pression de surface par la formule p=F/S

Car pour la résistance de la glace par rapport au poids de mon corps, je trouve que la pression exercée sera de :
p= (62*9.81)/0.0160 car je ne met qu'un seul pied sur la glace au début (en tangentant la glace afin d'avoir une vitesse initiale nulle)

Donc si quelqu'un peut m'aider afin d'identifier la méthode de calcul de la Force exercée par la pierre sur la glace je lui en serait très reconnaissant !
ps: ce genre de question que tu te pose et qui devient une obsession ...
Merci !
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[Azghar]

Salut,
à priori il manque des éléments pour répondre à ton problème.
En voulant te ramener à l'étude d'une force, je ne sais pas si tu arriveras à grand chose, en effet:


Si tu considères que la glace ne se déforme pas, alors tu as une variation instantanée de la vitesse de la pierre, qui passe de 8m/s à 0m/s.
Autrement dit, la courbe de v(t) sera complètement verticale à cet instant ==> cela se traduirait par une force infini...

Par contre tu peux essayer d'estimer la masse et la vitesse mise en jeu par ta jambe/ton corps sur la glace, pour comparer les énergies qui doivent être dissipées...

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Je ne pense pas que l’on puisse calculer la solidité de la glace avec un problème dynamique (en jetant une pierre).
Je pense qu’il faut prendre une surface de glace suffisamment grande pour que la poussée d’Archimède supporte le marcheur, et voir si la flexion de la plaque ne la casse pas.
Le plus simple c’est d’utiliser des abaques faits et testés par des utilisateurs habitués au problème.
Regardez cette page :
https://www.reddit.com/r/NoStupidQue...fe_to_walk_on/
http://www.summitpost.org/phpBB3/rul...es-t50433.html
Au revoir.

[invite6dffde4c]

Re:
Encore une autre page:
http://www.wikihow.com/Know-When-Ice-is-Safe
A+

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitef36e1d7b]

D'accord merci, je vais y jeter un œil ! Je vous tiens au courant.

[invitec9c0a685]

Cependant, ici je ne sais pas comment convertir ces Joules en Force (Newton) afin d'avoir une pression de surface par la formule p=F/S

bonjour, on ne peut jamais transformer une énergie en force... surtout si cette énergie est sous forme d'énergie cinétique... car le propre de l'énergie cinétique c'est d'être capable de donner une force tant que la matière en face en demande... c'est ce pourquoi un coup de marteau sur un crâne est capable de le briser alors que l'énergie est de l'ordre d'une dizaine de joule... la force elle, sur quelques centaines de microns est très importante... c'est pourquoi on ne peut pas à priori mesurer une force de résistance en mesurant une énergie.
Une chose est sûre, c'est que la glace à l'endroit où est tombé ta pierre, a commencé à se briser!
Cordialement

[invitef29758b5]

Salut

Ensuite, je veux convertir en energie cinétique

Tu as un problème avec le mot convertir .
Tu ne convertis pas en énergie cinétique , tu calcules l' énergie cinétique .
Tu ne peux convertir en énergie cinétique qu' une autre forme d' énergie (potentielle , thermique , ...)
La conversion ne change pas la dimension .