Bonjour,
Je tiens à remercier Pierre pour l’excellent travail qu’il a effectué sur ce sujet et apporter quelques précisions pour permettre une bonne mesure de la vitesse avec le pendule balistique car j’ai constaté que beaucoup personnes ayant utilisées ce pendule trouvent des résultats aberrants.
Les premiers tests que j’ai réalisé mon donnés des vitesses aléatoires et sans rapport avec les caractéristiques de mon arme. Avec mon zozo équipé d’un canon long, je trouvai des vitesses de l’orde140 m/s en une pompe ce qui est trop élevé par rapport aux données du constructeur. J’ai donc recherché les sources d’erreurs pouvant influencer le résultat des mesures.
Dans un premier temps, j’ai recherché sur internet les sites traitants de ce sujet afin de confirmer que ce moyen est fiable pour la mesure de la vitesse d’un projectile. J’ai demandé à un physicien dans mes connaissances de vérifier les différentes formules trouvées et de vérifier l’influence des différents matériaux de freinage du projectile sur le résultat de la mesure.
Il confirme que quelque soit le mode de freinage utilisé, brutale sur une plaque d’acier ou progressif dans de la pate à modeler, le résultat est identique. Quand à la question des pertes provoquées lors de l’arrêt du projectile, elles sont négligeables, Ce qui confirme le travail de Pierre.
J’ai vérifié dans un tableau excel les différents paramètres pouvant fausser la mesure de la vitesse :
Formule utilisée :
V= (1+M/m)*(1*g*h)0,5
h= lg-(lg2-a2)0,5
M = masse du pendule (kg)
m = masse du plomb (kg)
g = gravité soit 9,81
h = amplitude verticale (m)
lg = longueur des fils du pendule (m)
a = amplitude horizontale (m)
Nota : la formule de Pierre donne un résultat légèrement inférieur à la formule ci-dessus d’environ -0,14 m/s pour une vitesse de 122,5 m/s mais peut-être utilisée sans problème au vu de la faible différence sur le résultat.
Caractéristique du pendule :
Masse = 460
Lg ficelles = 1889 mm
Matière utilisée pour le freinage = pate à modelée
1) Pour la masse du plomb, une erreur de +0,01 gr provoque une erreur de -2 m/s
2) Pour la masse du pendule, une erreur de +2 gr provoque une erreur de +1,5 m/s
3) Pour l’amplitude, une erreur de -1 mm provoque une erreur de -2 m/s
4) Pour la ficelle, une erreur de -10 mm provoque une erreur de +0,3 m/s
Remarque sur la réalisation du pendule :
1) Il est préférable d’utiliser un pendule le plus long possible afin d’augmenter sa sensibilité et la précision de la mesure mais en contre partie, il sera plus long à revenir en position de repos et à stabiliser.
2) Choisir un poids de pendule permettant une amplitude importante à adapter en fonction de la puissance de l’arme. Dans mon cas un pendule de 250 gr serai préférable pour mesurer une vitesse de l’ordre de 120 m/s.
3) Fermer l’avant du pendule avec du film plastique alimentaire pour éviter les pertes de matière à l’impacte du plomb.
Remarque pour les mesures des différents paramètres :
1) Pour la masse du plomb, il faut peser au minimum 300 plombs sur une balance de cuisine précise à 1 gr et vérifier quelle est précise en utilisant un poids étalonné. J’ai fait peser un poids sur une balance à 0,01g étalonnée et taré ma balance. Le poids d’un plomb spécial club (boite bleu) est de 0,514 gr.
2) Même remarque pour la masse du pendule.
3) Pour la mesure de l’amplitude, j’ai utilisé un curseur réalisé dans une feuille de polystyrène extrudé de 3 mm d’épaisseur, disposé à l’arrière du pendule contre le bout du tube. Ce dispositif permet d’avoir la valeur exacte de l’amplitude car à la 2ème oscillation, il y a une différence de 1 mm sur l’amplitude. Marquage de la position initiale, marquage de la position après le tir.
Remarque sur le poste de tir :
1) Il est souhaitable de tirer le plomb dans l’axe du pendule mais je n’ai pas remarqué de différence sur l’amplitude mesurée si le tir est désaxé dans le sens vertical. En revanche il faut éviter de désaxé le tir dans le sens horizontal.
2) La distance entre le bout du canon et le pendule doit être suffisante pour éviter que le souffle déplace le pendule. Dans mon cas, une distance de 40 cm est nécessaire. Faire un essai à vide avec une arme à air pré comprimé. Pour un arme à piston il faut mettre un petit morceau de polystyrène expansé au niveau du pendule afin de vérifier qu’il n’est pas déplacé pendant le tir.
Avec les précautions indiquées ci-dessus, j’ai réalisé de nouvelles mesures de vitesse et j’ai obtenu le résultat suivant :
Tir de 5 plombs spécial club : masse 0,514 gr
Amplitude = 60 mm de moyenne sur 5 tir
Vitesse mesurée = 122,5 m/s
Cette valeur correspond à 124,2 m/s pour un plomb de 0,5 gr. Les données du constructeur sont de 120 m/s pour un plomb de 0,5 gr en une pompe avec le canon long soit une différence de 3,38%.
Je ferai d’autres mesures en une pompe pour vérifier la répétabilité et les vitesses à 2 et 3 pompes.
En conclusion :
Je pense que le pendule balistique est un moyen fiable pour la mesure de la vitesse en sortie de canon à condition d’être rigoureux dans la préparation de la mesure. Ce moyen permet à moindre coût de vérifier l’état de son arme.
Si une personne possédant un chrono peut réaliser des mesures comparatives entre les deux moyens cela permettrai de valider que le pendule balistique est une solution fiable pour mesurer la vitesse d’un projectile. Je remercie d’avance les volontaires voulant apporter leurs contributions sur ce sujet.
Pour info, c'est réalisé avec des surplus de travaux pour un coût de 0€