Topic de l'énergie cinétique

Topic de l'énergie cinétique - Sciences - Discussions

Marsh Posté le 23-06-2004 à 21:55:48    

Je ne suis pas de formation scientifique, mais je m'intéresse beaucoup aux sciences. J'aimerai que ce topic permette à des néophytes (comme moi :d ) de faire des petits calculs simples (et moins simples) et mettant en jeu l'énergie cinétique.
Définition:
cinétique adj. et n. fém.
• adj. Qui relève du mouvement. PHYS.Énergie cinétique : énergie accumulée dans un corps en mouvement.
 
Donc l'idée, c'est de partir de rien au niveau des connaissances, et d'arriver à calculer des petits trucs du genre (pour être dans l'actualité) l'énergie dégagée par une balle de football qui fuse à 80 Km/h, la force qui lui faudrait pour transpercer le filet (Olive&Tom staïle :d ), etc. :)
 
Avis aux physiciens du forum! Je vous remercie par avance :jap:
 
:hello:
 
 
1ère notion:
 
L'énergie cinétique se mesure en joules, et se calcule comme suit:
Ecin= 1/2*m*v²
Ecin [Joules] = 1/2 * masse [kg] * (vitesse [m/s])^2
 
Exemple du football:
Masse d'un ballon de foot : 400 [g] = 0.4 [kg]  
Vitesse : 80 [km/h] = 22.2 [m/s]  
 
Ecin = 1/2 * 0.4 * 22.2^2 = 98.57 [Joules]  
 
Une balle frappée à 80 km/h dégage donc une énergie cinétique de 98.57 joules :)

Message cité 1 fois
Message édité par Coin_coin le 23-06-2004 à 22:15:54
Reply

Marsh Posté le 23-06-2004 à 21:55:48   

Reply

Marsh Posté le 23-06-2004 à 21:57:30    

comme si je mettais ma main dans ta gueule et que je t'arrache la tete ?

Reply

Marsh Posté le 23-06-2004 à 21:59:39    

Ben par exemple, c'est vrai que ce serait marrant de le savoir :lol: Genre, il faut que tu me la mettes à 640 Km/h pour un cou moyen :d

Reply

Marsh Posté le 23-06-2004 à 21:59:47    

Ecin = 1/2*m*v^2
 
(youpy j'aurai au moins contribué à ce futur mega-post)
 
FIRST!


Message édité par ensiferum le 23-06-2004 à 22:00:19

---------------
The Meaning of Life Well, it's nothing special. Try and be nice to people, avoid eating fat, read a good book every now and then, get some walking in and try and live together in peace and harmony with people of all creeds and nations.
Reply

Marsh Posté le 23-06-2004 à 22:00:04    

et ben non pas first


---------------
The Meaning of Life Well, it's nothing special. Try and be nice to people, avoid eating fat, read a good book every now and then, get some walking in and try and live together in peace and harmony with people of all creeds and nations.
Reply

Marsh Posté le 23-06-2004 à 22:00:22    

Coin_coin a écrit :

Ben par exemple, c'est vrai que ce serait marrant de le savoir :lol: Genre, il faut que tu me la mettes à 640 Km/h pour un cou moyen :d


 
et 340 avec une poussée de 800 N ?

Reply

Marsh Posté le 23-06-2004 à 22:02:15    

ensiferum a écrit :

Ecin = 1/2*m*v^2
 
(youpy j'aurai au moins contribué à ce futur mega-post)
 
FIRST!


 
Comme je le disais au début du topic, il est destiné à tous les néophytes, et là tu vois, bien que je ne me place pas sur un piedéstal particulier, je pense que tous les néophytes, comme moi même n'ont rien compris à ton post [:ddr555]  
Mais merci pour ce début d'explication ;)
 
:hello:

Reply

Marsh Posté le 23-06-2004 à 22:05:10    

Formule pour le calcul de l'énergie cinétique lors du déplacement d'un objet de masse m :
 
Ecin [Joules] = 1/2 * masse [kg] * (vitesse [m/s])^2
 
Masse d'un ballon de foot : 400 [g] = 0.4 [kg]
Vitesse : 80 [km/h] = 22.2 [m/s]
 
Ecin = 1/2 * 0.4 * 22.2^2 = 98.57 [Joules]
 
(si j'ai fait une faute je v me faire frapper :cry:)


Message édité par ensiferum le 23-06-2004 à 22:07:04

---------------
The Meaning of Life Well, it's nothing special. Try and be nice to people, avoid eating fat, read a good book every now and then, get some walking in and try and live together in peace and harmony with people of all creeds and nations.
Reply

Marsh Posté le 23-06-2004 à 22:07:05    

Ah ben merci, ça c'est déjà beaucoup plus explicite, je peux mettre l'explication dans le premier post? :)

Reply

Marsh Posté le 23-06-2004 à 22:09:05    

Coin_coin a écrit :

Ah ben merci, ça c'est déjà beaucoup plus explicite, je peux mettre l'explication dans le premier post? :)


 
Non c'est ©  :non:  
 
 :ouch:  bien sur que oui  :jap:


---------------
The Meaning of Life Well, it's nothing special. Try and be nice to people, avoid eating fat, read a good book every now and then, get some walking in and try and live together in peace and harmony with people of all creeds and nations.
Reply

Marsh Posté le 23-06-2004 à 22:09:05   

Reply

Marsh Posté le 23-06-2004 à 22:17:09    

Et sinon, on peut avoir des idées de puissance dégagée en joules pas des objets de tous les jours, des voitures qui se percutent, etc.? :)
Et pour l'exemple du filet de football dans les buts, ils ont une resistance estimée en joules, ou c'est plus compliqué que ça? :)

Reply

Marsh Posté le 23-06-2004 à 23:03:20    

Petit up ou je demande en prime comment calculer la vitesse  maximale d'un objet :)
 
:hello:

Reply

Marsh Posté le 23-06-2004 à 23:10:11    

Coin_coin a écrit :

Petit up ou je demande en prime comment calculer la vitesse  maximale d'un objet :)
 
:hello:


 
Soit plus précis parce que là ca ne veut pas dire grand chose. Attention aussi à ne pas pousser ta formule hors de ses limites: v<0.1c


Message édité par Priareos le 23-06-2004 à 23:13:39
Reply

Marsh Posté le 23-06-2004 à 23:14:48    

Coin_coin a écrit :

Petit up ou je demande en prime comment calculer la vitesse  maximale d'un objet :)
 
:hello:


dérivée de la vitesse égale a zéro puis étude de signe
 
 

Reply

Marsh Posté le 23-06-2004 à 23:17:40    

Ben par exemple, une balle de ping-pong, du fait de sa légèreté et sa faible aérodynamie, ne pourra pas passer les 500km/h :/
:)

Reply

Marsh Posté le 23-06-2004 à 23:18:08    

Coin_coin a écrit :

Et sinon, on peut avoir des idées de puissance dégagée en joules pas des objets de tous les jours, des voitures qui se percutent, etc.? :)
Et pour l'exemple du filet de football dans les buts, ils ont une resistance estimée en joules, ou c'est plus compliqué que ça? :)


 
Oui, c'est même un exercice classique, tu ne devrais donc pas avoir de problème pour trouver ca ( mais ces exos de base considèrent les voitures comme indéformables pour simplifier les choses ).
Pour les filets c'est un peu différent car il faut vraiment prendre en compte leur déformation.

Reply

Marsh Posté le 23-06-2004 à 23:19:31    

Coin_coin a écrit :

Ben par exemple, une balle de ping-pong, du fait de sa légèreté et sa faible aérodynamie, ne pourra pas passer les 500km/h :/
:)


 
Là tu introduits la notion de frottement. Pour ce qui est du poids il faudra frapper plus fort :)

Reply

Marsh Posté le 23-06-2004 à 23:22:57    

Citation :

Et sinon, on peut avoir des idées de puissance dégagée en joules pas des objets de tous les jours, des voitures qui se percutent, etc


 
la puissance se compte en watt, c'est l'energie qui est en joule.
La puissance, c'est une quantité d'energie par unité de temps:
 
exple, pour mettre en mouvement un objet de 1kg de 0 à 1 km/h en une seconde, il faut lui donner une energie de 0.5*1*1²=0.5J en une seconde, cad qu'il faut une puissance de 1 watt.
 
Si on veut le faire en 2 secondes, il faut 0.5 watt.
 
Pour revenir au cas du ballon, on peut compliquer la question si on veut tenir compte de l'énergie de rotation (par exple, un ballon qui tourne sur lui meme a qd meme de l'ECin).
 
Pour ce qui concerne la Vlim d'un objet, je pense que tu parles d'un objet en chute libre? On peut parler pour illustrer le cas d'un vélo ds une descente.
 
La mise en equation du probleme donne une equa diff qui a pour solution une vitesse qui tend vers une limite. Plus simplement, il faut savoir que le frottement (resistance a l'air) est proportionnel a la vitesse. Qd le corps accelere, la force qui le retient augmente jusqu'a parvenir a atteindre un equilibre qui est la vitesse limite.


Message édité par max puissant le 23-06-2004 à 23:24:23
Reply

Marsh Posté le 23-06-2004 à 23:28:28    

Donc tu voudrais dire que pour peu qu'on aie la force nécessaire, on pourrait envoyer une balle de ping pong à Mach 1? :??:

Reply

Marsh Posté le 23-06-2004 à 23:30:55    

bah pourquoi pas? imagines que tu l'attache a une fusée...

Reply

Marsh Posté le 23-06-2004 à 23:32:55    

max puissant a écrit :


la puissance se compte en watt, c'est l'energie qui est en joule.
La puissance, c'est une quantité d'energie par unité de temps:


 
Tout à fait, mais il me semble que c'est l'énergie et non pas la puissance qui l'interesse.

Reply

Marsh Posté le 23-06-2004 à 23:36:53    

ba vi mais il a ecrit le mot puissance a la place d'energie. Fallait bien rectifier car les notions sont assez proches.

Reply

Marsh Posté le 24-06-2004 à 12:53:52    

Puissance [W] = E[J]/t[s]


---------------
The Meaning of Life Well, it's nothing special. Try and be nice to people, avoid eating fat, read a good book every now and then, get some walking in and try and live together in peace and harmony with people of all creeds and nations.
Reply

Marsh Posté le 24-06-2004 à 15:52:21    

Pourquoi ne pas citer le theoreme de l'energie cinetique ??

Reply

Marsh Posté le 24-06-2004 à 17:00:03    

Et les armes a feu? ca donne koi en joules?

Reply

Marsh Posté le 24-06-2004 à 17:05:59    

drake- a écrit :

Et les armes a feu? ca donne koi en joules?

Relativement petite masse, mais grande vitesse. Or dans la formule le facteur vitesse est élevé au carré.
Donc pour augmenter l'énergie cinétique d'un projectile il est plus intéressant de diminuer sa masse au profit de sa vitesse. :D


---------------
If I could start again, a million miles away, I would keep myself, I would find a way... "Loreleï's dead ; Heaven is about to fuzz."
Reply

Marsh Posté le 24-06-2004 à 17:06:51    

max puissant a écrit :

bah pourquoi pas? imagines que tu l'attache a une fusée...


Elle va pas fondre ou bruler à cause de la vitesse ?
Et si on veut empecher cela alors on doit la renforcer, et donc augmenter sa masse.
 
J'ai bon ? Non ? Tant pis alors  :whistle:


---------------
[:whatde]
Reply

Marsh Posté le 24-06-2004 à 17:13:33    

Petite recherche  :)  
 
"44 Magnum" et "357 Magnum"
 
Le projectile 44 Magnum pèse 15,55g, le projectile 357 Magnum pèse 10,23g. La vitesse initiale du projectile 44 Magnum est de 448m/s (mach 1,3), celle du projectile 357 Magnum est de 430m/s (mach 1,3). Energie cinétique du projectile 44 Magnum : 1/2 x 0,01555kg x 448²m²/s² = 1560Joules; énergie cinétique du projectile 357 Magnum: 1/2 x 0,01023kg x 430²m²/s² = 945Joules; à comparer à l'énergie cinétique du 9mm Parabellum par exemple: 1/2 x 0,00745kg x 355²m²/s² (mach 1,0) = 469Joules

Reply

Marsh Posté le 24-06-2004 à 17:15:07    

Coin_coin a écrit :

Ben par exemple, une balle de ping-pong, du fait de sa légèreté et sa faible aérodynamie, ne pourra pas passer les 500km/h :/
:)


 
Dans le vide ca doit etre possible.
Mais la force de frottement avec l'air est bien trop importante pour que la balle aille à cette vitesse en chute libre dans l'air.  ;)

Reply

Marsh Posté le 24-06-2004 à 17:15:44    

drake- a écrit :

Petite recherche  :)  
 
"44 Magnum" et "357 Magnum"
 
Le projectile 44 Magnum pèse 15,55g, le projectile 357 Magnum pèse 10,23g. La vitesse initiale du projectile 44 Magnum est de 448m/s (mach 1,3), celle du projectile 357 Magnum est de 430m/s (mach 1,3). Energie cinétique du projectile 44 Magnum : 1/2 x 0,01555kg x 448²m²/s² = 1560Joules; énergie cinétique du projectile 357 Magnum: 1/2 x 0,01023kg x 430²m²/s² = 945Joules; à comparer à l'énergie cinétique du 9mm Parabellum par exemple: 1/2 x 0,00745kg x 355²m²/s² (mach 1,0) = 469Joules


Conclusion: les magnums ca fait mal  :D


---------------
[:whatde]
Reply

Marsh Posté le 24-06-2004 à 17:18:44    

WhatDe a écrit :

Conclusion: les magnums ca fait mal  :D

Là tout ne dépend pas seulement de l'énergie du projectile, mais de la façon dont il va dissiper cette énergie au point d'impact.
 
Un projectile indéformable va faire un "simple" trou dans le citoyen lambda et ressortir de l'autre coté assez peu ralenti.
Un projectile se déformant va perdre un peu d'énergie dans cette transformation physique, mais faire un bien plus gros trou à la sortie [:itm]


---------------
If I could start again, a million miles away, I would keep myself, I would find a way... "Loreleï's dead ; Heaven is about to fuzz."
Reply

Marsh Posté le 24-06-2004 à 17:23:57    

WhatDe a écrit :

Conclusion: les magnums ca fait mal  :D

Ouais c kler  :D  
 
Et pour connaitre la resistance d'un objet face à cet energie?
 
Style la bal de ce fameu magnums pe traverser kel epaisseur d'une plaque en acier?

Reply

Marsh Posté le 24-06-2004 à 21:12:08    

Pour une tôle en acier, ça doit être moins difficile à calculer que pour un filet :)
Sinon, plutôt que de parler de vitesse maximale en chute libre, peut-on calculer la vitesse maximale de propulsion d'un objet? :??:

Reply

Marsh Posté le 24-06-2004 à 21:46:28    

meme pour une plaque en acier, c'est pas du tout un calcul evident!
Sinon aucun objet n'a de vitesse limite pour peu qu'on y mette les moyens.

Reply

Marsh Posté le 25-06-2004 à 00:13:25    

Coin_coin a écrit :


Une balle frappée à 80 km/h dégage donc une énergie cinétique de 98.57 joules :)

ca ne "dégage" pas de l'energie ici. C'est une grandeur intrinsèque au ballon
"dégager" de l'énergie ca veut dire, par exemple dégager de la chaleur.


---------------
je suis certain que vous croyez avoir compris ce que j'essayais de vous dire, mais êtes-vous sûr que ce que j'ai dit correspondait vraiment à ce que je voulais dire ?
Reply

Marsh Posté le 25-06-2004 à 01:02:03    

max puissant a écrit :

meme pour une plaque en acier, c'est pas du tout un calcul evident!
Sinon aucun objet n'a de vitesse limite pour peu qu'on y mette les moyens.

:o la vlim c'est c :o

Reply

Marsh Posté le 25-06-2004 à 04:10:46    

drake- a écrit :

Ouais c kler  :D  
 
Et pour connaitre la resistance d'un objet face à cet energie?
 
Style la bal de ce fameu magnums pe traverser kel epaisseur d'une plaque en acier?

si c'est une balle en plomb mou, genre tir à la cible, quasi rien
une balle normale, un peu plus dure, 1 à 2 millimètres à bout portant
une balle de guerre dans un fusil, plus d'un cm d'acier haute résistance
mais il est bien plus intéressant de savoir jusqu'à quelle distance une balle traverse un casque ou une veste anti-balle
600 mètres sur un casque pour une .223 otan...
une balle blindée de mitrailleuse russe 14,5mm traverse 4 cm de blindage à 100m
une tole de voiture fait 0,6mm d'acier doux
http://users.belgacom.net/jm.armes/FN5_7-pe/57-pe10.gif


Message édité par hpdp00 le 25-06-2004 à 04:12:14

---------------
du vide, j'en ai plein !
Reply

Marsh Posté le 25-06-2004 à 10:48:23    

fffred a écrit :

ca ne "dégage" pas de l'energie ici. C'est une grandeur intrinsèque au ballon
"dégager" de l'énergie ca veut dire, par exemple dégager de la chaleur.


 
ou rayonner de l'énergie.
 
La formule Ecin=1/2 mv² n'est valable que dans le cadre classique (lorsque v<<c).
 
La formule exacte est :
 
Ecin=mc²/sqrt(1-v²/c²)-mc²

Reply

Marsh Posté le 25-06-2004 à 10:50:25    

hpdp00 a écrit :

si c'est une balle en plomb mou, genre tir à la cible, quasi rien
une balle normale, un peu plus dure, 1 à 2 millimètres à bout portant
une balle de guerre dans un fusil, plus d'un cm d'acier haute résistance
mais il est bien plus intéressant de savoir jusqu'à quelle distance une balle traverse un casque ou une veste anti-balle
 


 
c'est plus de la Resistance des Materiaux que la pure applciation du theoreme de l'energie cinétique ?

Reply

Marsh Posté le 25-06-2004 à 11:02:19    

max puissant a écrit :

[quote] Plus simplement, il faut savoir que le frottement (resistance a l'air) est proportionnel a la vitesse. Qd le corps accelere, la force qui le retient augmente jusqu'a parvenir a atteindre un equilibre qui est la vitesse limite.


 
ça c'est jusqu'à une vitesse moyenne, mais à grande vitesse (par rapport à sa vitesse limite, il me semble que c'est proportionnel au carré de la vitesse, non ?

Reply

Marsh Posté le    

Reply

Sujets relatifs:

Leave a Replay

Make sure you enter the(*)required information where indicate.HTML code is not allowed