Un peu de physique

#1

Posté en tant qu’invité par Guigui:

Bonjour,

J’ai une petite question physique au niveau des cordes à vous poser…

La force de choc est calculée suivant la formule suivante :
F=Mg(1+(1+(2RSE)/(Mg))^1/2) (j’espere que je me suis pas trompé)

F étant la force de choc (en N)
g étant la constance de gravitation
M étant la masse du grimpeur
R étant le facteur de chute tel que R=(hauteur de chute)/(longueur de corde)
S étant la section de la corde
E étant le module d’elasticité

Mon problème, mis à part le fait que la formule est tout de meme un peu compliqué, c’est que S et E est difficile à déterminer. pour le calculer, on se sert des normes UIAA en sachant que une corde a une force de choc inférieure à 12kN lors d’une chute facteur 2 avec un grimpeur de 80Kg
On obtient ainsi SE=(Fmax²-2Mstd.g.Fmax)/(4Mstd.g)

Y a-t-il un autre moyen de calculer SE ou S et E séparement, et ainsi de se servir de la formule de la force de choc sur des cordelettes, d’autres cordes pas forcément d’escalade par exemple dont on ne connait pas les normes UIAA ?

Merci les physiciens,

Bonne grimpe à tous,

Guigui

[%sig%]

#2

Posté en tant qu’invité par fatamous:

moi je sort de 4 h de TP physique chimie et bio et ba désolé je peux pas t’aider en ce moment j’étudie le fait particulieremnt passionnant et util des dipôles et de l’intensité mlachin truc bidule…

#3

Posté en tant qu’invité par olivier:

Les normes UIAA servent juste à prévoir la taille (S) et l’'élasticité (E) que devra avoir une corde pour que la force de choc ait la valeur souhaitée.

Si tu veux obtenir les valeurs de E et S pour une corde existante c’est facile (résultats de résistance des matériaux en traction) :

S c’est tout simplement la section , donc PI*D²/4 (ou D est le diamètre de ta corde)

E c’est le module de Young que tu peux obtenir expérimentalement à l’aide de la formule F/S = E (L-L0)/L . Par exemple si sur un brin de corde de longueur initiale L0 = 1 mètre, et de diamètre d = 10mm (alors S = 3.14 * 0.01²/4 ) tu attaches une masse de 100 kg (alors la force que tu appliques vaut F=m.g = 100*9.81 Newtons), alors cette corde s’allonge pour atteindre la longueur L = 1,1 m . Tu en déduis la valeur de E (unité : le Pascal) en remplacant dans l’équation.

Ceci dit je n’ai pas vérifié si ta formule avec le facteur de choc est juste. Et tout ceci n’est valable que si ta corde a un comportement élastique (sur un gros choc on peut penser qu’il n’y a plus proportionnalité entre l’effort et l’allongement pour ce type de matériau tréssé) .

#4

Posté en tant qu’invité par fred167:

t’auras peut etre plutot des MPa, mais la formule demande surement des Mpa aussi alors c po grave.

Mais comme tu le dis, une corde c pas vraiment homogène alors ca me parait bizarre de parler de module de Young…

A mon avis ta formule est pas homogene, donc peut etre fausse (ou bidouillée avec des essais):

si tu remplace les valeurs par leurs unités, tu trouves

Force de choc = N(1+(1+(2 mm x mm² x N/mm²)/N et l’exposant 1/2 on s’en tape

Tu simplifie les mm² et les N dans la parenthese, il te reste de Nmm, donc c pas une force… ou alors je m’a gouré.

Enfin bon la méca a 10h30 un samedi ca me parait louche alors bonsoir.

#5

Posté en tant qu’invité par seb:

pour les afficionados de la physique, une jolie démonstration de l’utilité du casque par le calcul:

http://dalledebrantes.free.fr/accueil.htm

;oD

#6

Posté en tant qu’invité par olivier:

non t’as des Pa. Les MPa c’est quand tu laisses la Section en mm²

#7

Posté en tant qu’invité par olivier:

La formule est bien homogène. Le facteur de chute est sans unité. Et puis l’exposant 1/2 on ne s’en tape pas du tout quand on fait les raisonnements sur l’homogénéité.

#8

Posté en tant qu’invité par fred167:

ah ouais je dis de la merde desolé… :S

#9

Posté en tant qu’invité par Guigui:

La formule que j’ai marquée est sure : je l’ai recopiée d’Aménagements et Equipements d’un site d’escalade, livre édité par le COSIROC (à moins que je me sois planté en recopiant)
En tous cas, merci à tous pour les conseils, et si vous en avez encore, n’hésitez pas…

Ciao

Guigui

[%sig%]

#10

Posté en tant qu’invité par Guigui:

Salut,

En fait l’expérience consistait à redémontrer la formule expérimentalement…
Nous nous sommes donc procuré un dynamomètre pour calculer EXPERIMENTALEMENT la force qu’engendre le grimpeur en tombant, tout cela sur une balancoire, une bouteille d’eau remplacant le grimpeur, etc…A l’arrache !!!
Un des problèmes majeur, est que le super dynamomètre que l’on nous a prêté, est trop « lent », c’est-à-dire que lors du choc, il n’arrive pas à afficher la valeur de la force qui s’exerce à ce moment-là : la fréquence de réactualisation de l’écran LCD doit être trop faible. Sur le dynamomètre, nous disposons d’une sortie pour un oscilloscope…Celui-ci nous afficherait la courbe de la force de choc, et on pourrait ainsi aisément relever la valeur sur le graphique. Seul problème…nous n’avons pas d’OSCILLOSCOPE, et le lycée ne veut pas nous en prêter en dehors de l’enceinte de celui-ci. A moins que l’on ramène la balancoire dans le lycée :wink: … pas d’oscilloscope…!!!
Y aurai t’il une solution à un tel problème? ( Nous n’en avons pas trouvé sur kiloutou :-(( )
(P.S : Nous habitons sur la ligne B du RER dans le 91 !!! :slight_smile: )

Second problème :
Les valeurs qu nous trouvons 1 fois sur 5 actuellement… sont environ 4 à 5 fois inferieures au théorique ( nous avons calculé S et E Cf réponses précédentes ).
Par exemple : Pour une masse de 5 kilogrammes, S*E= 9975 N (normalement autour de 30000 N) facteur de chute 1. On trouve comme force environ 250 N au lieu de 1000 N.

Well, tell me where is the problem ???!!!

Nous vous remercions d’avances pour les éventuelles aides que vous nous apporterez :slight_smile:

Merci encore et à bientôt !