Calcul de ressort

[invitee97b521e]

Bonjour,

Je souhaiterai réaliser un lance projectile (non pas pour casser des vitres mais pour envoyer de l'appat lors de mes sessions pêches).

Le principe serait un tube dans lequel je mettrai le projectile (une boule de x grs environ). Je souhaiterai pouvoir l'envoyer entre 25 et 100 mètres grâce à la compression d'un ressort.

Je me focalise d'abord sur une distance de 25 mètres.

Voilà mes hypothèses :
poids de la boule : 400 grs
distance : 25m
angle entre le sol et le tube d'envoi : 35 a 45° (pas définie)
vitesse du projectile : 5.5m/s soit environ 20km/h

Pouvez vous m'aider en m'indiquant la démarche à suivre car je suis un peu perdu ?

Merci d'avance aux personnes qui prendront le temps de me répondre.
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[interferences]

Bonjour,

Comme ça de tête j'ai calculé un kx² de 100. (majoré de 10% tu prends 110).
Soit une vitesse en sortie de tube pas loin de 16m/s.
Tu aurais peut-être dû poser ça sur le forum physique.
La méthode est un de poser les équations de position et de résoudre (pour 45° c'est plus simple).

Au revoir

PS : si il y a quelqu'un qui veut bien vérifier mes calculs j'ai tout fais de tête

[interferences]

Re

Je me rends compte que j'ai pas mis à quoi correspondait k et x.
x est la longueur de ton ressort et k sa constante de raideur en N/m.

Au revoir

[mécano41]

Bonjour,

Avant toute chose : les éléments que je te donne ci-après ne prennent en compte, ni le frottement du projectile sur l'air pendant le vol, ni son frottement dans un tube ou autre, pendant l'accélération. Les distances seront donc bien plus faibles que celles trouvées.

Autre point : il faut faire attention que l'accélération appliquée à la boule ne pulvérise pas celle-ci au départ ...

Ci-joint une petite application sous EXCEL que j'avais faite il y a longtemps et que j'ai adaptée à ton besoin. En fonction d'une hauteur de départ par rapport au sol, d'une vitesse initiale et d'un angle par rapport à l'horizontale, elle donne :

- le point culminant et à quelle distance il se trouve
- la distance du point de chute
- la distance maxi que le projectile pourrait atteindre et l'angle optimal correspondant (pour la hauteur de départ et la vitesse initiale choisies)

Tu verras que pour la vitesse initiale de 5 m/s que tu indiques, tu ne peux lancer qu'à quelques mètres...

Ensuite, pour définir un ressort (au sens large ... ce peut être un ensemble d'élastiques) il faut définir une course de propulsion x (en m) et une raideur k du ressort (en N/m). Pour cela, on dit que l'énergie nécessaire pour propulser la masse m à la vitesse souhaitée v au moment du lâcher (c'est à dire en fin de course du ressort) doit être W1 = 1/2 m.v² (w en joules, m en kg et v en m/s). On dit que cette énergie W1 doit être égale à celle fournie par le ressort. L'énergie emmagasinée dans un ressort étant W2 = 1/2 k.x² il suffit de dire que k.x²=m.v² et chercher dans les catalogues ce qui convient le mieux pour obtenir la valeur de k.x² ; on peut avoir une course importante avec une raideur faible ou ou course faible avec une raideur importante.


Cordialement

[A voir en vidéo sur Futura]

[mécano41]

Re

Je me rends compte que j'ai pas mis à quoi correspondait k et x.
x est la longueur de ton ressort et k sa constante de raideur en N/m.

Au revoir

Bonjour,

x ne doit pas être la longueur du ressort mais la course qui permet d'emmagasiner l'énergie...

De même la raideur est en N par mètre de course (je ne l'avais pas précisé dans mon message)

Cordialement

[invitee97b521e]

Bonjour,

Je vous remercie pour vos réponses mais j'en aurai encore une.

Pensez vous qu'un même ressort pourrai servir pour une distance entre 25 et 100 mètres en réglant la force de compression ?

Je vais finir les calculs et chercher un ressort.

Cordialement,

[mécano41]

Oui, en jouant sur la course de compression avant lancement.

Tu peux également jouer sur l'angle puisque, si tu lances à alpha = 90° et s'il n'y a pas de vent, tu reprendras ta boule d'amorce sur la tête quelle que soit la tension initiale du ressort Bon, cela dit, c'est un peu bête de monter à 45 m avec 82° pour retomber à 25m...donc il vaut mieux tendre moins le ressort au départ.

Cordialement

[invitee97b521e]

Lors du calcul de la course du ressort, j'ai posé l'hypothèse de la raideur pour calculer la course de compression à 25m (x₁) et 100m (x₂).

Hypothèse : k = 1.48 N/mm
Donc x₁ = racine carré ((0.4x15²)/1.48) soit 7.8mm et x₂ 16.7mm (vitesse 32m/s)
Comme la différence entre les courses n'est pas assez grande, j'ai refait une hypothèse avec une raideur plus faible k : 0.45 N/mm
x₁ : 14mm et x₂ : 30.2mm .
Ai-je fait une erreur dans mes calculs car je trouve que les courses ne sont pas très longues même avec une raideur faible.

Cordialement,

[mécano41]

Avec par ex. :

Yo = 1,5 m
Vi = 31,1 m/s
alpha =44,57°

tu trouves une portée théorique de 100 m

Pour une masse de 0,4 kg et une raideur de 1,48 N/mm soit 1480 N/m, tu fais :

W1=1/2 m Vi² = 0,5 . 0,4 . 31,1² = 193,4 J

il faut W2 = W1 = 1/2 k . x² soit 0,5 . 1480 . x² = 193,4 d'ou x = 0,511 m de course du ressort. Il faut trouver un ressort capable de faire cette course.

Au bout de cette course, il aura une force de : 0,511 . 1480 = 756,2 N

Ces valeurs décrivent un système qui peut être très dangereux (je sais bien que si je te décris un système quelconque avec un gros moteur et des engrenages, c'est également dangereux si tu mets les doigts dedans mais ce n'est pas vraiment la même chose...alors...attention!)

Avec par ex. :

Yo = 1,5 m
Vi = 15,2 m/s
alpha =43,28°

tu trouves une portée théorique de 25 m

Tu fais le même calcul, avec la même masse, la même raideur mais avec la nouvelle vitesse 15,2 m/s au lieu de 31,1 m/s précédemment et tu trouves 46,2 J ce qui conduit à x=0,25 m de course du même ressort

Au bout de cette course, il aura une force de : 0,25 . 1480 = 370 N

NOTA ; il faudrait voir du côté des lance-pigeons d'argile des ball-trap si cela ne serait pas utilisable...

EDIT : j'allais oublier : il va falloir un dispositif de bandage du ressort...

Cordialement

[interferences]

Interferences,

En effet, c'est du pistolet à bille gros calibre (100 fois l’énergie autorisée ^^).

[invitee97b521e]

Bonjour,

Merci de vos réponses.
C'est vrai que la puissance est très élevé voir trop. (100 fois plus qu'un pistolet à bille et 10 fois plus qu'une carabine à plomb en acquisition sans licence de tir).
Pour ce qui est du lanceur de ball trap, j'y avais pensé mais cela implique d'avoir une batterie pour alimenter le lanceur et le système est assez dangereux.
Je pense que je vais revoir les dimensions des boules d’appâts à lancer et les distances pour rester dans du raisonnable.

Je revois tout ça et vous tiendrais au courant.

Cordialement,

[mécano41]

...Pour ce qui est du lanceur de ball trap, j'y avais pensé mais cela implique d'avoir une batterie pour alimenter le lanceur et le système est assez dangereux...

Bonjour,

J'ai dit "de ball trap" mais dans mon esprit, il s'agissait du lanceur manuel simple à ressorts, mais cela n'existe peut-être plus...C'était un appareil fixé sur un petit trépied bloqué au sol par des piquets.

Cordialement

[Sanglo]

Bonjour à tous,

Et pourquoi pas un engin de lancement basé sur le principe du trébuchet ?
http://fr.wikipedia.org/wiki/Tr%C3%A9buchet.
Là, il n'y a même pas besoin de ressort.

Il y a encore plus simple:

Le lance-pierre est également utilisé par certains pêcheurs à la ligne pour envoyer avec précision des boulettes d’appât à poisson. Une version améliorée, nommée lance-appât, lance-bouilette ou lance-amorce, est munie à l’extrémité des élastiques d’un récipient souple ou rigide (le godet) convenant mieux au lancer de projectiles mous ou multiples (graines).

Extrait de http://fr.wikipedia.org/wiki/Lance-pierre

Cordialement

[Zozo_MP]

Bonjour

Pour info

Les pécheurs de carpes sur des étangs à coté de chez moi utilisent un lance balle pour chien. Pas cher du tout et très efficace.

Cordialement

[lionel144]

Bonsoir à tous,

Si on est un peu bricoleur, on peut aussi modifier légèrement un petit bateau radio-commandé qui permet de livrer directement les repas sans prendre le risque de se tromper d'adresse angulaire.

Je dis cela car sur les 100 mètres à partir du point lancement, les 400gr de nourriture vont de disperser fortement. Bien sûr, sauf s'il s'agit d'un steak!

Sinon à cela, je ne vois bien que le trébuchet qui lui, à l'air d'utiliser une spirale logarithmique le long de sa phase d'accélération et qui est le seul à répartir la poussée pour qu'elle soit douce, et surtout au départ, et qui donc, serait le seul à garantir l'intégrité d'une andouillette sur de telles distances.

Cordialement.

PS: Excusez, j'ai beaucoup ris, mais je crois que l'idée était la!

[Sanglo]

Bonjour Lionel,

Le rire est le propre de l'Homme est c'est très bien ainsi.
Mais l'expérience vaut aussi son pesant d'or même si celui qui en a sait très bien ce qui ne convient pas sans poutant être en mesure d' apporter une solution à un problème.
Je ne pense pas que tu soit pêcheur car tu saurais qu'une boulette d'appât ne se désintègre pas facilement au cours de l'envoi.
Une boulette est une sorte de pâte assez ferme qui tombe au fond de l'eau et se désintègre petit à petit.
Un genre de trébuchet et même un lance-pierre ou lance boulettes est tout à fait approprié et j'ai vu nombre de pêcheur utiliser cet engin.
Le bateau RC peut être une solution mais il est certainement possible également d'aller faire un stage en Palestine pour y décrocher un diplôme de lanceur de pierres .

Cordialement

[lionel144]

Bonjour à tous.

Oui, je ne suis pas un pêcheur et je ne savais pas pour les boulettes.

En revanche, lancer à 100 mètres de distance me paraît délicat d'après la quantité d'énergie dont il faut disposer au départ.

J'ai retrouvé pourquoi le bateau. C'est une description d'un bateau amorceur, proposée à la construction à partir du numéro 353, d'octobre 2010 dans le magasine électronique pratique.

Cordialement.

[Sanglo]

Re,

Oui, 100 mètre ne paraît loin car ensuite il faut lancer l'appêt de la ligne à cette distance mais dans son premier post, damien-16 dit se focaliser sur une distance de 25 mètres et là, il n'y a pas incompatilité avec un lance-boulettes.

Cordialement

[invitee97b521e]

Bonjour,
Tout d'abord merci pour vos infos,

Le trébuchet : pourquoi pas mais il faut qu'il puisse envoyer des appâts à différentes longueurs (donc il faut faire varier la longueur du bras et le poids) mais pourquoi pas.

Le lance balle : bien comme idée pour jouer avec le chien sans avoir plein de bave, mais quand je vais à la pêche, me salir les mains n'est pas un problème car y'a de l'eau. Pour le principe, cela revient à utiliser un "cobra" pour lancer des bouillettes
mais après un grosse session pêche, bonjour le mal au coude.

Le bateau amorceur : système déjà existant.. C'est vrai qu'il est possible de le fabriquer seul dans son garage, le problème est le prix des composants (sauf si on commande en Chine). Il faut savoir qu'il est interdit sur certains plan d'eau.

Le trébuchet et le bateau amorceur risque de prendre de la place dans le transport.

Pour ce qui est de la boule d’appât, elle sera comprimée pour limiter l'explosion de celle-ci mais seul le test le dira....

Cordialement,