Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau iut
Partager :

Vitesse d'un bille après propulsion

Posté par
thibault1812
11-12-13 à 22:41

Bonjour à tous

J'ai un projet à réaliser et je bloc :
On a une balle de 10 mm de diamètre éjecté avec une pression de 1 bar. On cherche la vitesse de cette balle à une hauteur de 50 cm.

Est-il possible de trouver une relation pour calculer cette vitesse ?

Merci pour vos réponses

Posté par
J-P
re : Vitesse d'un bille après propulsion 12-12-13 à 17:49

Enoncé incomplet.

Posté par
thibault1812
re : Vitesse d'un bille après propulsion 12-12-13 à 17:58

Il vous manque quelles données ?

Posté par
J-P
re : Vitesse d'un bille après propulsion 12-12-13 à 19:27

Par exemple la longueur du canon et la direction du tir.

Posté par
J-P
re : Vitesse d'un bille après propulsion 12-12-13 à 19:43

... et la masse de la balle.

Posté par
thibault1812
re : Vitesse d'un bille après propulsion 12-12-13 à 19:50

Longueur de canon de 2 cm je pense, après je modifierais quand j'aurais la valeur exact, tir vertical et c'est une bille d'acier, avec une masse volumique de 7,85 kg/m3

Donc une masse de 0,000033 kg = 0,03 g

Posté par
J-P
re : Vitesse d'un bille après propulsion 12-12-13 à 20:01

Aire de la section de la balle perpendiculaire à l'axe du canon : S = Pi.D²/4 = Pi.10²/4 = 78,5 mm² = 78,5.10^-6 m²

F = Pression * S = 10^5 * 78,5.10^-6 = 7,85 N

Travail de F sur la longueur du canon L (en m) : W = 7,85.L J

Et donc (hors frottement), l'énergie cinétique de la balle à la bouche du canon est Ec = W - mgL = 7,85.L - mgL (si canon vertical pointé vers le haut).

50 cm plus haut que la bouche du canon, l'énergie cinétique de la balle est : Ec' = 7,85.L - mgL - mg*0,5.
Soit V1 la vitesse du projectile à cet instant (hors frottement) :

(1/2).m.V1² = 7,85.L - mgL - mg*0,5

V1² = 15,7.L/m - g.(2L + 1)

Avec les données numériques :

Volume = 4/3.Pi.R³
m = 4/3.Pi.R³ * Rho = (4/3)*Pi*(0,005)³ * 7850 = 0,0041 kg (et pas ce que tu as écrit)

V1² = 15,7*0,02/0,0041 - 9,81.(2*0,02 + 1)
V1² = 66,38
V1 = 8,1 m/s
-----
Sauf distraction.  

Posté par
thibault1812
re : Vitesse d'un bille après propulsion 12-12-13 à 20:56

Génial ! je viens de faire des calculs pour différentes pression et différentes diamètres de billes, je trouve des valeurs proche des valeurs expérimentales avec tout de même quelques variations surement du aux expériences pas forcément réalisé dans de super conditions.

En tout cas merci beaucoup pour ton temps

Posté par
thibault1812
re : Vitesse d'un bille après propulsion 12-12-13 à 21:54

Si, dernière question, quand je fais le graphique vitesse en fonction de la pression avec une bille de 10 mm et une hauteur de 50 cm on voit clairement que jusqu'à une pression de 3 bar la vitesse diminue et qu'à partir de 3 bar elle remonte exponentiellement. Le point minimum serait-il le point a partir duquel la bille touche la cible a 50 cm ?

Posté par
thibault1812
re : Vitesse d'un bille après propulsion 13-12-13 à 08:38

Oubliez mon dernier message je me suis trompé, merci beaucoup

Posté par
J-P
re : Vitesse d'un bille après propulsion 13-12-13 à 08:48

S = Pi.D²/4

F = P * Pi.D²/4

W = P * Pi.D²/4 * L

1/2.m.v² = P * Pi.D²/4 * L - mg(L+0,5)

v² = P * Pi.D² * L/(2m) - 2g(L+0,5)

v = racinecarrée[P * Pi.D² * L/(2m) - 2g(L+0,5)]

Si L = 2 cm ??
avec D = 1 cm
et m = 4,1 g

v = racinecarrée[P * Pi.D² * L/(2m) - 2g(L+0,5)]
v = racinecarrée[7,66.10^-4.P - 10,2] avec P en Pascal

v = racinecarrée[76,6.P - 10,2] avec P en bars
vitesse (en m/s) à 50 cm plus haut que la bouche du canon.

Cette fonction n'existe que pour P >= 0,133 bars et est strictement croissante avec P.
P est évidemment une pression différentielle.

Attention qu'un tel bidule est dangereux.

Posté par
thibault1812
re : Vitesse d'un bille après propulsion 13-12-13 à 08:50

Pas de problème, c'est pour mon boulot



Mentions légales - Retrouvez cette page sur l'île de la physique - chimie
© digiSchool 2024

Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !