Petit problème liée aux forces agissant sur un ascenseur

[Daniel1958]

Bonjour

Oh pour vous c'est basique. Moi ça m'interpelle un peu car la solution n'est pas si intuitive. Et puis les cours c'était il y a très longtemps

Je rappelle avoir lu une anecdote intéressante dans un livre de vulgarisation de physique.

Voilà l'auteur expliquait qu'il était au CERN /LHC et que des personnes devaient prendre un monte-charge qui remontait pour aller se restaurer. Il se trouve que le monte-charge surchargé était resté bloqué par des verrous de sécurité.
Un des personnes présentes a donc décidé de sortir et dès que le monte-charge s'est mis à monter elle a sauté par-dessus une grille et a pénétré dans le monte-charge qui a continué sa montée.

L'auteur a conclus que le physicien comprenait bien la physique.

En première analyse j'ai conclu que s'il y avait 10 personnes maxi pour un poids de 1000 Kg une personne de moins permettrai un démarrage de l'ascenseur avec 900 Kg.

Mais si je regarde les forces (via un site de l'université de Louvain ils sont forts ces belges). Je néglige le poids de l'ascenseur

J'obtiens au départ N (force de l'ascenseur) = P (Poids Total = 10 000 N). il ne démarre pas >>> donc P = 9 000 N>>>> N = 9 000 N

Lors de la montée en, montant N = P + m.a soit P = 10 000 N (la personne a sauté au bout d'une seconde) + 1000 *1.25 m/S2 >>> N = 11 250 N la force nécessaire de l'ascenseur a augmenté de 2.250 N.

Il y a quelque chose que je ne pige pas. Soit mon raisonnement est bon c'est à dire que le problème était juste le verrou de la sécurité au démarrage. Soit mon analyse est fausse
-----

[Contrario666]

Peut-être que l'inertie de l'ascenseur (l'ascenseur a une vitesse multipliée par sa masse qui comprend ses occupants) peut expliquer sa résistance à "l'assaut" () du physicien chevronné qui en aurait tenu compte ?

L'auteur a conclus que le physicien comprenait bien la physique.

C'est aussi mon avis.

[albanxiii]

Il manque beaucoup d'éléments pour essayer de répondre... Une histoire de frottement ?

[pm42]

Il manque beaucoup d'éléments pour essayer de répondre... Une histoire de frottement ?

Je suis d'accord sur le manque d'éléments. L'explication la plus simple est aussi que les capteurs de poids ne marchent qu'à l'arrêt mais pas en mouvement parce que sinon, les accélérations pourraient les induire en erreur.

[A voir en vidéo sur Futura]

[albanxiii]

Oui, bien vu.
Mais je me demande aussi comment fonctionnent les verrous de sécurité. Si personne n'en parle d'ici là, j'irai chercher par moi même... un autre jour.

[Daniel1958]

Merci

Je le crois aussi.
Le problème c'est que je trouvais l'explication trop simple. Je me suis dit il y un "loup" derriere. On est au CERN/LHC. Je crois que c'est Etienne Klein qui avait écrit. Cela m'a travaillé, ils connaissent bien la physique hum ! En tous les cas certains sont des gratteurs comme à la Fac et d'une certaine manière usent les sécurités.

[Black Jack 2]

Bonjour,

Comme déjà dit "Il manque beaucoup d'éléments pour pouvoir répondre fiablement".

Par exemple, le type de moteur utilisé pourrait bien expliquer certaines choses.

S'il s'agit d'un montage à partir d'un moteur asynchrone, l'allure de la courbe Couple-Vitesse ressemble à ceci (dessin de gauche).

Si la charge est trop grande, il se peut que le couple résistant soit > couple moteur au démarrage.
(comme couple résistant en rouge sur dessin de droite).
En diminuant la charge (par un occupant en moins), le couple résistant peut devenir < couple de démarrage.
(comme couple résistant en vert sur dessin de droite).
Le moteur démarre alors ... et le couple moteur augmente.
Si la vitesse est suffisante (même faible) quand on réaugmente la charge, on passe du couple résistant vert au rouge (par la verticale en mauve sur mon dessin), le couple moteur est > au couple résistant et le moteur continue à accélérer jusqu'à sa vitesse de régime.

Si il s'agit d'un autre type de moteur ... il faut trouver une autre explication.

[Daniel1958]

tu as raison

Mais l'auteur n'a donné que la maigre image que j'ai citée. Cela dit s'agissant du CERN on peut peut-être avoir des éléments concrets sur internet (genre visite guidée). Je crois que les "tirs" et les labos sont pour certains à plusieurs centaines de mètres de profondeur.

Je trouve ton hypothèse réaliste. C'est bien expliqué. Mais cela demande plus de travail au moteur (et aux cables plus de tensions) ? Je croyais que la traction dans ce cas était immédiate. J'ai une voiture électrique mais j'ai du mal (comprehension)avec les moteurs synchrones et asynchrones. Mon couple est quasi ....immédiat et ma consommation quasi vertigineuse.

[Contrario666]

J'ai trouvé une entreprise qui vend des "limiteurs de charge" pour ascenseurs et monte-charges.

Limitation de charge sur ascenseurs

La charge qu’un ascenseur peut transporter est définie lors de la conception de ce dernier. Il est donc nécessaire de prévoir un système de limitation de charge empêchant son utilisation en cas de surcharge.

SENSY a développé une gamme complète de capteurs de force, d’axes dynamométriques et d’électroniques de gestion destinés à mesurer les charges et à empêcher toute utilisation en cas de surcharge.

Ceci concerne en particulier les ascenseurs de chantier de génie civil pour lesquels SENSY a développé des capteurs de force annulaires destinés à être montés entre la structure porteuse et la cage. Une version adaptée du BRIDGE BOY assure la limitation de charge pour cette application spécifique.

Pour être conformes aux normes applicables aux systèmes de levage destinés au transport de personnes, ces capteurs peuvent supporter une charge de rupture égale à au moins 10 fois leur capacité nominale (coefficient 10).

https://www.sensy.com/fr/application...pour-ascenseur

Apparemment le système de limitation est un simple capteur de force et ça semble être du standard.
Donc on peut raisonnablement supposer que c'est le système couramment utilisé.

[Daniel1958]

Ben oui c'est ça. Mais Dans mon début de post. Je doute que le physicien concerné avait analysé tout ça. Il a dû penser une fois démarré l'ascenseur pèse moins lourd et après si je saute dedans le couple moteur permettra à ascenseur de continuer sa montée.

Juste pour dire qu'une image simple en apparence peut entrainer une réflexion plus profonde

[Contrario666]

C'est pas le couple moteur qui détermine si l’ascenseur peut monter ou pas.
C'est une sécurité qui empêche le moteur de fonctionner si le capteur de force (situé sur le câble je pense) détecte un dépassement du seuil de charge (en Newton donc) imposé.

Le moteur lui peut largement supporter une plus grosse charge et il n'y a pas semble-t-il de système limiteur de charge basée sur le couple moteur (trop compliqué à mettre en place je pense d'autant que ça va dépendre de plein de paramètres et bonjour le cauchemar pour l'installateur et le certificateur en fonction des multiples moteurs possibles).

Il a dû penser une fois démarré l'ascenseur pèse moins lourd et après si je saute dedans le couple moteur permettra à ascenseur de continuer sa montée.

Donc je corrige votre phrase si vous le voulez bien :
Il a dû penser une fois démarré l'ascenseur pèse moins lourd (inertie) et après si je saute dedans le capteur de force limiteur de charge ne dépassera pas (malgré le fait de "sauter" dedans) la valeur qu'il y avait lorsque l'ascenseur était à l’arrêt avec moi dedans.

[pm42]

C'est pas le couple moteur qui détermine si l’ascenseur peut monter ou pas.

Un peu et même beaucoup quand même.
Même en l'absence de sécurité, si le couple moteur n'est pas suffisant, l'ascenseur ne va pas bouger.

C'est une sécurité qui empêche le moteur de fonctionner si le capteur de force (situé sur le câble je pense)

Il serait intéressant de savoir comment un capteur de force situé sur le cable fonctionne. Je suis assez curieux.

[Black Jack 2]

J'ai trouvé une entreprise qui vend des "limiteurs de charge" pour ascenseurs et monte-charges.


https://www.sensy.com/fr/application...pour-ascenseur

Apparemment le système de limitation est un simple capteur de force et ça semble être du standard.
Donc on peut raisonnablement supposer que c'est le système couramment utilisé.

Bonjour,

Comme cela a été dit, on ne peut que supposer car il manque trop de données.
Néanmoins, dans le cas de l'exercice proposé, si le mouvement avait été interdit par un limiteur de charge (palpeur ou autre) ... le monte-charge se serait rebloqué dès que le "sauteur" aurait réembarqué puisque la charge maximale aurait de nouveau été dépassée.
On peut toujours imaginer un circuit qui empêche de démarrer et qui est mis hors service lors d'un mouvement ... mais je reste très sceptique.

[Contrario666]

Néanmoins, dans le cas de l'exercice proposé, si le mouvement avait été interdit par un limiteur de charge (palpeur ou autre) ... le monte-charge se serait rebloqué dès que le "sauteur" aurait réembarqué puisque la charge maximale aurait de nouveau été dépassée.

C'est ça le point.
Au démarrage de l'ascenseur (en admettant donc qu'il y a un capteur de charge l'accélération n'étant pas nulle (ça au moins on en est certain ) la force mesurée par le capteur sera supérieur à la charge "à l'arret". Une fois en mouvement et ayant atteint sa vitesse nominale l'accélération est nulle. Comme elle est nulle le capteur va mesurer la même valeur que lorsque l'ascenseur est "à L’arrêt" (le poids en newton comme avec un pèse-personne quoi).
Un ascenseur qui se déplace à vitesse constante et un ascenseur au repos (à L’arrêt) indiquent la même valeur de charge => son poids.

Le problème et le technicien semble l'avoir compris c'est qu'au moment du démarrage le capteur va indiquer une valeur de charge supérieure au poids du fait de l'accélération.
Et le capteur lui il est bête et méchant (ou inversement ) et il fournit une valeur qu'un autre système interdit de dépasser (pour éviter la rupture à terme du câble) et donc même si moteur devient fou et produit une accélération énorme c'est pas le nombre de personnes à bord qui est déterminant mais la force de traction sur la cable.

[Contrario666]

Il serait intéressant de savoir comment un capteur de force situé sur le câble fonctionne. Je suis assez curieux.

Vous avez vu le site du producteur de capteur c'est pas sorcier (cet objet existe je vous l'assure ).
Sinon faut juste comprendre le but de la manœuvre : Éviter la rupture à terme et avant terme (c'est ce point là qui est important puisqu'il finira toujours par lâcher...) du câble.
Et quand je parle "du" câble faut savoir qu'on n'a pas qu'un seul câble pour un ascenseur.
Niveau design j'imagine qu'on peut intercaler le capteur entre le câble et l'accroche du câble sur l'ascenseur (mais c'est pure spéculation).

Comme cela a été dit, on ne peut que supposer car il manque trop de données.

C'est vrai et d'ailleurs il n'y a peut-être pas de câble du tout sur le monte-charge de l'histoire.
Mais l'important c'est juste à mon avis qu'il faut savoir qu'au démarrage de l'ascenseur le machin pèse plus lourd que son poids et que c'est cette valeur qui est mesurée ET LIMITEE.

[pm42]

Vous avez vu le site du producteur de capteur c'est pas sorcier (cet objet existe je vous l'assure ).

Oui, j'ai vu et je ne vois pas comment on monte ça sur un cable d'ascenseur.

Niveau design j'imagine qu'on peut intercaler le capteur entre le câble et l'accroche du câble sur l'ascenseur (mais c'est pure spéculation).

Oui, j'ai l'impression que c'est de la spéculation parce que cela pose pas mal de problème de résistance notamment.

[Contrario666]

Mais j'en sais rien moi c'est important ?
Sinon au lieu de râler faut juste aller se renseigner un peu.

Par exemple vous avez un autre modèle de capteur de charge qui lui au moins est détaillé :
https://www.drim.fr/wp-content/uploa...n-DS55CT-1.pdf

Celui-là si je ne m'abuse mesure la tension du câble (qui dépend de la charge n'est-ce pas ?).

[Black Jack 2]

C'est ça le point.
Au démarrage de l'ascenseur (en admettant donc qu'il y a un capteur de charge l'accélération n'étant pas nulle (ça au moins on en est certain ) la force mesurée par le capteur sera supérieur à la charge "à l'arret". Une fois en mouvement et ayant atteint sa vitesse nominale l'accélération est nulle. Comme elle est nulle le capteur va mesurer la même valeur que lorsque l'ascenseur est "à L’arrêt" (le poids en newton comme avec un pèse-personne quoi).
Un ascenseur qui se déplace à vitesse constante et un ascenseur au repos (à L’arrêt) indiquent la même valeur de charge => son poids.

Le problème et le technicien semble l'avoir compris c'est qu'au moment du démarrage le capteur va indiquer une valeur de charge supérieure au poids du fait de l'accélération.
Et le capteur lui il est bête et méchant (ou inversement ) et il fournit une valeur qu'un autre système interdit de dépasser (pour éviter la rupture à terme du câble) et donc même si moteur devient fou et produit une accélération énorme c'est pas le nombre de personnes à bord qui est déterminant mais la force de traction sur la cable.

Cà c'est encore plus hasardeux.
Tant que le monte charge ne démarre pas ... il n'y a pas d'accélération et donc ce raisonnement ne tient pas la route.

[Contrario666]

Cà c'est encore plus hasardeux.
Tant que le monte charge ne démarre pas ... il n'y a pas d'accélération et donc ce raisonnement ne tient pas la route.

Mais si...
Réfléchissez encore ou précisez au moins là où vous pensez qu'il y a erreur de raisonnement.
Là votre phrase répète juste un des éléments du raisonnement.

Juste pour préciser si c'est peut-être ça qui vous chagrine.
"Au repos" l'accélération vaut g.
Donc oui au repos l'ascenseur subit une accélération comme tout objet sur Terre, son poids.
Mais si vous voulez lui imprimer une vitesse vers le haut alors vous devez lui faire subir une accélération supplémentaire.
Une fois que la vitesse nominale de l’ascenseur est atteinte cette accélération supplémentaire n'existe plus et il reste l'accélération terrestre (g) donc son poids.

Si vous tentez de soulever un sac de sable de 10kg très violemment il peut peser 1 tonne au lieu des 10kg vous le savez ou pas ?

[stefjm]

Un peu et même beaucoup quand même.
Même en l'absence de sécurité, si le couple moteur n'est pas suffisant, l'ascenseur ne va pas bouger.

Voir il va descendre...

[Black Jack 2]

Mais si...
Réfléchissez encore ou précisez au moins là où vous pensez qu'il y a erreur de raisonnement.
Là votre phrase répète juste un des éléments du raisonnement.

Juste pour préciser si c'est peut-être ça qui vous chagrine.
"Au repos" l'accélération vaut g.
Donc oui au repos l'ascenseur subit une accélération comme tout objet sur Terre, son poids.
Mais si vous voulez lui imprimer une vitesse vers le haut alors vous devez lui faire subir une accélération supplémentaire.
Une fois que la vitesse nominale de l’ascenseur est atteinte cette accélération supplémentaire n'existe plus et il reste l'accélération terrestre (g) donc son poids.

Si vous tentez de soulever un sac de sable de 10kg très violemment il peut peser 1 tonne au lieu des 10kg vous le savez ou pas ?

Pff,

Au début, la charge est ce quelle est, soit M*|g| vers le bas (avec M la masse des occupants + celle de la cabine - la masse du contre-poids) , on tente de démarrer mais le monte charge ne bouge pas, il n'y a aucune accélération supplémentaire puisque l'ascenseur ne bouge pas ... et donc la charge reste M*|g|

Si quelqu'un de masse m sort de la cabine, la charge vers le bas a pour valeur (M-m)*|g| et l'ascenseur commence à accélérer ce qui fait remonter la charge par l'accélération de l'ascenseur, si a est l'accélération vers le haut de l'ascenseur (référentiel terrestre), alors la charge est vers le bas et vaut : (M-m)*(|g|+|a|)
Mais lorsque le bonhomme revient dans l'ascenseur, la charge vers le bas devient M*(|g|+|a|) qui est supérieure à la charge qui empêchait l'ascenseur de démarrer au début... et donc si l'ascenseur était au début bloqué à cause d'un détecteur de charge trop élevée, il le serait à nouveau dès que le bonhomme remonte dans l'ascenseur en cours d'accélération.

[pm42]

Si vous tentez de soulever un sac de sable de 10kg très violemment il peut peser 1 tonne au lieu des 10kg vous le savez ou pas ?

C'est assez intéressant comme théorie. Donc non, on ne sait pas parce que c'est massivement faux.

[Contrario666]

Au début, la charge est ce quelle est, soit M*|g| vers le bas (avec M la masse des occupants + celle de la cabine - la masse du contre-poids) , on tente de démarrer mais le monte charge ne bouge pas, il n'y a aucune accélération supplémentaire puisque l'ascenseur ne bouge pas ... et donc la charge reste M*|g|

Elle est là votre erreur.

Il faut voir le déroulement du phénomène.
On tente de démarrer.
Le monte charge ne bouge pas.

Pourquoi ? Deux possibilités (c'est ça que vous n'avez pas vu, il y a DEUX possibilités...).

1. Parce que la charge est déjà supérieure à la charge maxi.
=> dans ce cas inutile de descendre puis remonter dans le monte charge puisqu'au moment de remonter dedans la charge sera égale au poids au repos supérieur à la charge max autorisée.

2. Parce que la charge est inférieure à la charge maxi.
MAIS lors du démarrage comme avec le sac de sable de 10Kg que vous soulevez avec une certaine accélération (n'en déplaise à pm42 qui ne comprend pas le phénomène d'inertie) son poids apparent sera supérieur à son poids au repos.
Donc le système qui est je le répète bête et méchant coupe le moteur.
Donc l’ascenseur s'arrête.

Pour truquer la sécurité :

Si vous êtes dans le cas 2 et uniquement dans ce cas de figure.
Vous sortez de l'ascenseur.
La charge + l'ajout de poids lié à l'accélération reste en dessous du poids maxi.
L’ascenseur atteint sa vitesse de croisière au bout de 2 3 secondes (donc plus d'accélération) car vitesse constante=accélération nulle (j'espère que vous admettrez au moins cette évidence)
Vous remontez dans l’ascenseur (éviter de sauter dedans est un plus mais ça peut passer).
Comme le poids total avec le gars qui remonte dedans n'est pas supérieur au poids maxi (puisqu'on est dans le cas 2...) et qu'il n'y a pas d'accélération supplémentaire (puisque la vitesse est constante) alors l'ascenseur monte tranquillement.

[jacknicklaus]

Si vous tentez de soulever un sac de sable de 10kg très violemment il peut peser 1 tonne au lieu des 10kg vous le savez ou pas ?

On devine ce que vous voulez dire. Mais écrit comme çà, avec toutes ces confusions, c'est quand même assez nawak...

Il conviendrait, dans un forum physique, que vous preniez de bonnes habitudes de rigueur. Ce que vous écrivez, c'est tout ce que nous pouvons savoir de vos idées : on n’est pas dans votre tête !

Autre conseil, ne sous-estimez pas ("vous le savez ou pas ?") le niveau des quelques pointures qui ont participé à ce fil..

[Contrario666]

Autre conseil, ne sous-estimez pas ("vous le savez ou pas ?") le niveau des quelques pointures qui ont participé à ce fil..

Oui enfin si "votre" physique ne permet pas de comprendre des choses aussi élémentaires que ce que le technicien a compris en quelques secondes là où vous mettez une journée pour admettre qu'il avait raison (bien que je ne vous ai pas encore entendu le dire ...) je vous la laisse volontiers.

[Contrario666]

La rigueur c'est que vous devriez dire qu'il existe une accélération de base qui est liée à l'attraction terrestre.
C'est pas si dur à exprimer...

Mais le vrai problème c'est que vous n'avez pas entrevu qu'il existe 2 possibilités pour que l'ascenseur ne monte pas.
Et ça ça vous embête...

[JPL]

Fermé par arrêter le n’importe quoi en attendant qu’un modérateur de Physique soit disponible et décide sur le fond.

[albanxiii]

Le fond est assez facile à trancher. On a des participants qui présentent des raisonnements, surtout Black Jack 2, et un autre qui affirme gratuitement tout en s'expliquant très mal ou bien en ne connaissant pas de dont il parle (cf. message de jacknicklaus https://forums.futura-sciences.com/p...ml#post6920301).

S'il faut faire le ménage et retirer tout ce qui ne va pas, il ne va pas rester grand chose des messages de Contrario666 : affirmations de choses physiquement fausses comme cela a été relevé, affirmations gratuites et basées sur les précédentes ou sur le mépris des participants (qui n'ont rien compris alors que lui a bien évidemment tout compris). Bref, Aucun dialogue n'est possible de cette façon. Ou bien Contrario666 explique clairement ses raisonnements (pas en se limitant à "c'est comme ça et c'est évident même si vous ne comprenez rien à rien"), et le dialogue peut avoir lieu, soit le ménage sera fait.

[stefjm]

Mais si...
Réfléchissez encore ou précisez au moins là où vous pensez qu'il y a erreur de raisonnement.
Là votre phrase répète juste un des éléments du raisonnement.

Juste pour préciser si c'est peut-être ça qui vous chagrine.
"Au repos" l'accélération vaut g.
Donc oui au repos l'ascenseur subit une accélération comme tout objet sur Terre, son poids.
Mais si vous voulez lui imprimer une vitesse vers le haut alors vous devez lui faire subir une accélération supplémentaire.
Une fois que la vitesse nominale de l’ascenseur est atteinte cette accélération supplémentaire n'existe plus et il reste l'accélération terrestre (g) donc son poids.

Si vous tentez de soulever un sac de sable de 10kg très violemment il peut peser 1 tonne au lieu des 10kg vous le savez ou pas ?

C'est assez intéressant comme théorie. Donc non, on ne sait pas parce que c'est massivement faux.

Est-ce la peine de faire de la provocation en retour en jouant sur les mots et en caviardant la citation complète?

Il est question de peser, donc de poids, donc de force, et qui plus est dynamique puisque "très violemment".

C'est donc bien faux d'un point de vu massique, mais tout à fait correct si on remplace la tonne par la bonne unité : tonne-force.

Pour Contrario666 :

https://fr.wikipedia.org/wiki/Kilogramme-force
https://fr.wikipedia.org/wiki/Poids#Situation_de_r%C3%A9f%C3 %A9rentiel_acc%C3%A9l%C3%A9r%C 3%A9

[stefjm]

La rigueur c'est que vous devriez dire qu'il existe une accélération de base qui est liée à l'attraction terrestre.
C'est pas si dur à exprimer...

Mais le vrai problème c'est que vous n'avez pas entrevu qu'il existe 2 possibilités pour que l'ascenseur ne monte pas.
Et ça ça vous embête...

Perso, j'ai tout compris et rien ne m'embête. Très franchement, je ne suis pas le seul sur ce fil.
Vous concernant par contre, il me reste un doute.