Etude d'une collision inélastique

[alduch]

Bonjour à toute la communauté !
Je suis tout nouveau sur ce forum mais j'aurais aimé obtenir un peu d'aide sur mon étude théorique d'une collision inélastique.

Mon système est un pendule avec une masse m en son bout que je lâche pour un angle θ sur une planche placée à θ=0°.
L'objectif de mon étude est de parvenir à calculer la force d'impact de la masse sur la planche.
Je me suis donc appuyé sur une étude à partir de la quantité de mouvement.

Or je n'arrive pas à savoir si, lors de ce choc que je pense inélastique, la quantité de mouvement va se conserver ou non.
Peut-être vaudrait-il mieux que je m'engage dans une étude énergétique sinon..

J'en appelle à vos conseils !
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[Deedee81]

Salut,

Si le choc est inélastique, l'énergie n'est évidemment pas conservée (une partie se transforme en fait en chaleur). Mais par contre, la quantité de mouvement est conservée. La quantité de mouvement totale donc celle de la planche avec et son éventuel support. Ce qui veut dire que si la planche est fixée au sol, même en "absorbant" une partie de la quantité de mouvement, elle ne va guère bouger.

[alduch]

Salut,

Merci pour ta réponse qui m'éclaire un peu !
Mais ce que je ne comprends pas, c'est que si j'ai conservation de la quantité de mouvement, mais que ma planche (qui est bien fixée au sol) ne bouge pas, sa quantité de mouvement sera nulle.
Donc il ne me reste plus que la quantité de mouvement de la masse qui diminue pourtant...

[XK150]

Salut ,

Collision inélastique : pertes en chaleur , bruit , déformation des surfaces en contact = travail .
Si votre masse bute sur une plaque de pâte à modeler , elle ne rebondira pas très loin ...

[A voir en vidéo sur Futura]

[Black Jack 2]

Bonjour,

Il y a conservation de la quantité de mouvement totale du système (masse du pendule + planche + son support ... comme cela a été écrit)

Même si la planche est indéformable (ce qui n'est pas la cas, mais soit), le "support" comprend les moyens de fixations de la planche au sol ... mais aussi le sol (donc la Terre).

Le système total (qui conserve la quantité de mouvement) est constitué de : la masse du pendule, la planche, ses moyens de fixations au sol et la Terre.

Mais de toutes manières, ta question est mal posée, si tu cherches bien, comme indiqué, la "force d'impact", c'est raté.

La quantité de mouvement du système (le complet) est conservée et il y des pertes d'énergie dues à la non parfaite élasticité du choc ...

Mais pour calculer la force d'impact, il manque beaucoup de choses, cette force varie en "court de choc" et dépend des déformations... et donc sans info complémentaires sur ces déformations, pas question de calculer quoi que ce soit sur la "force".

Précise ta question.

[Dynamix]

Salut

ma planche (qui est bien fixée au sol) ne bouge pas

Elle bouge forcément , sinon la quantité de mouvement ne serait pas conservée , ce qui est impossible .
La masse de la terre étant très grande , la vitesse est très faible . On peut la négliger , mais elle n' est pas nulle .

[Deedee81]

Elle bouge forcément , sinon la quantité de mouvement ne serait pas conservée , ce qui est impossible .
La masse de la terre étant très grande , la vitesse est très faible . On peut la négliger , mais elle n' est pas nulle .

Pffffff, pris de vitesse

Mais pour calculer la force d'impact, il manque beaucoup de choses, cette force varie en "court de choc" et dépend des déformations... et donc sans info complémentaires sur ces déformations, pas question de calculer quoi que ce soit sur la "force".

Il avait en effet juste une question ponctuelle. Je suppose que s'il éprouve encore des difficultés, ils nous donnera plus d'infos.

[Black Jack 2]

Rebonjour,

Et bien, je ne suis pas d'accord avec plusieurs des réponses.

Certes, la variation de vitesse de la Terre (suite à l'impact) est faible ... mais ce n'est pas le cas de la variation de quantité de mouvement de la Terre comparé à celle de la boule.

Dans le cas d'un collision élastique sur fixation et planche parfaitement rigides (utopique), par exemple, la vitesse de la "boule" est quasi la même MAIS de signe contraire suite au choc et donc on passe d'un quantité de mouvement m.Vo pour la boule de masse m seule à une quantité de mouvement quantité de mouvement -m.Vo

Donc variation de la quantité de mouvement de la boule d'environ 2m.Vo (on peut peaufiner le calcul, mais cela ne changera rien aux ordre de grandeurs) ... et cela devra correspondre à une variation de quantité de mouvement de la Terre de la même quantité (mais de signe contraire).

La variation de vitesse Delta v de la Terre de masse M, suite à l'impact, sera telle que M.Delta V = 2m.Vo, soit Delta v = 2m/M * Vo (très petite évidemment puisque M > > v) ... Mais on ne peut pas négliger la "variation" de quantité de mouvement de la Terre dans le calcul.

Si, dans un choc, un des "participants" au choc est solidaire (fixé) à la Terre, il n'est pas question de négliger la variation de quantité de mouvement de la Terre dans les calculs.

[alduch]

Bonjour à tous et merci pour vos réponses détaillées !

Pour vous éclairer sur mon problème, mon objectif est de parvenir à mesurer la force d'impact lors du choc de la masse sur la planche.
Pour cela, j'ai d'abord expérimentalement obtenu des mesures de force grâce à une poche d'air sur laquelle la masse venait percuter.

Cependant, j'aimerais comparer mes valeurs expérimentales en calculant la force d'impact que j'obtiendrais en fonction de la masse ou de l'angle initial où je lâche celle-ci.
Si je comprends bien, il y a en effet conservation de la quantité de mouvement. Après le choc, j'observe bien la déformation de la poche d'air que j'ai placé à l'endroit d'impact.

Mais donc pour arriver à calculer cette force d'impact, il faut avant cela que je calcule la déformation de la poche collée sur ma plaque en bois ?
Je suppose qu'à partir d'une vidéo de la collision je peux mesurer la déformation.

Je ne vois pas trop la démarche à adopter après ça pour obtenir la force malheureusement...

[Dynamix]

mon objectif est de parvenir à mesurer la force d'impact lors du choc de la masse sur la planche.
j'ai d'abord expérimentalement obtenu des mesures de force grâce à une poche d'air sur laquelle la masse venait percuter.

Les forces dépendent de l' objet que tu percutes .
Les forces sur la poche d' air n' ont rien à voir avec celle qui s' exercent sur ta planche .

[alduch]

Les forces dépendent de l' objet que tu percutes .
Les forces sur la poche d' air n' ont rien à voir avec celle qui s' exercent sur ta planche .

Oui bien entendu, la force au moment du choc que je souhaite étudier s'agit de la force sur la poche d'air.

[Dynamix]

mon objectif est de parvenir à mesurer la force d'impact lors du choc de la masse sur la planche.

la force au moment du choc que je souhaite étudier s'agit de la force sur la poche d'air.

C' est l' un ou l' autre .