Pression d'impact

commando_parachutiste a écrit:

et bien c clair net et efficace et bien expliquer merci en tt cas

En tout cas moi je trouve pas ça très clair car moi et la phisique ça fait 4

Pierre a écrit:

on peut calculer la force d'impact si on connaît la profondeur de pénétration dans la cible.

Le calcul peut d'ailleurs être rendu encore plus simple en considérant le "travail" de la force sur la distance de pénétration. En physique, le travail d'une force est le produit de la force (en Newton) par le déplacement (en mètre). Le travail s'exprime en Joule, comme l'énergie.
Dans notre cas, on peut montrer facilement que l'énergie cinétique du plomb (en Joule) est égal au travail de la force d'impact, car l'énergie est entièrement dissipée pendant la pénétration :

On peut donc écrire :

E = F x d


Avec
- E l'énergie du plomb juste avant l'impact (si la cible n'est pas trop loin, E est l'énergie de la carabine).
- F la force d'impact, en Newton
- d la profondeur de pénétration en mètre

La force d'impact est donc tout simplement :
F = E / d

On peut pas faire plus simple, non ?

Exemple numérique : considérons une carabine de 10 Joules et un tir à bout portant sur une planche en bois tendre . Supposons qu'on mesure une profondeur de pénétration de 1 cm (d = 0.01 mètre).
La force d'impact est donc

F = 10 / 0.01 = 1000 Newton.

Pour ceux qui préfèrent parler en kg-force, 1000 N font à peu près 100 kg-force.

Ensuite on peut calculer la pression d'impact, sachant qu'un plomb de 4.5mm a une surface S de 0.16 cm2, la pression est :
P = F/S = 100 / 0.16 = 625 kg/cm2.
Les puristes pourront calculer la pression en Pascal si ça leur fait plaisir…


Remarques :
- Dans ce calcul, on suppose que la force est constante jusqu'à l'arrêt du plomb. Cela revient à faire l'hypothèse d'une décélération constante. Cette hypothèse n'est probablement pas strictement rigoureuse, mais elle permet en tous cas de calculer la force moyenne.
- On fait aussi l'hypothèse que le plomb ne se déforme pas trop (cible en bois assez tendre). Si le plomb se déforme, une partie de l'énergie sert à le déformer, et donc la force calculée par la formule F=E/d est sous estimée par rapport à la force réelle.

Amicalement

Pierre

Un truc m'échappe Pierre, tu mesures la distance de pénétration, nous sommes d'accord, cependant, cette distance va varier en fonction de la résistance du matériau.
Or dans cette formule, je ne vois nulle part intervenir cette variable.
Car mesurer une distance de 1cm dans du bois ok, mais avec la meme énergie si tu tires dans du polystyrène, la distance va passer de 1cm à 30cm et donc le calcul ne tient plus la route.

Pour moi, le calcul tient la route car on parle de pression et de force d'impact, non d'énergie. Il est logique la pression à exercer soit moindre pour un matériau moins résitant. A même énergie, la résistance ne va s'exprimer que par la distance parcourue (moyennant certaines simplifications de calculs...). A la limite, pour un matériau trop tendre, le plomb va continuer sa route, et n'aura transmis qu'une faible partie de son énergie.

Bref, la résistance du matériau est bien pris en compte, mais de manière indirecte via la distance parcourue.

Lepigeon a écrit:

Pour moi, le calcul tient la route car on parle de pression et de force d'impact, non d'énergie. Il est logique la pression à exercer soit moindre pour un matériau moins résitant. A même énergie, la résistance ne va s'exprimer que par la distance parcourue (moyennant certaines simplifications de calculs...). A la limite, pour un matériau trop tendre, le plomb va continuer sa route, et n'aura transmis qu'une faible partie de son énergie.

Bref, la résistance du matériau est bien pris en compte, mais de manière indirecte via la distance parcourue.

Nous sommes d'accord sur ce principe, mais ce que je ne comprends pas, c'est que la pression exercée est en toute logique directement proportionelle à l'énergie transmise au projectile par l'arme, donc cette pression devrait être contante (exemple 625Kg/cm2) ?

Justement non, la pression n'est pas constante, mais fonction du matériau...

Mon intuition pour expliquer ceci est qu'il y a en quelque sorte une pression critique: une fois atteinte, le plomb s'enfonce, mais plus le matériau est résistant, plus la pression critique est importante, et l'énergie est d'avantage dissipée pour vaincre cette résistance que pour s'enfoncer d'avantage.

Bon, maintenant le dernier paragraphe est loin d'être d'une grande justesse physique (et certains me corrigeront peut-être), mais c'est comme cela que je vois les choses une fois oublié les formules.

David a écrit:

Nous sommes d'accord sur ce principe, mais ce que je ne comprends pas, c'est que la pression exercée est en toute logique directement proportionelle à l'énergie transmise au projectile par l'arme, donc cette pression devrait être contante (exemple 625Kg/cm2) ?

La pression est fonction de l'énergie du plomb, mais aussi de la résistance du materiau qui le reçoit.

Si le plomb ne rencontre aucun obstacle... il n'exercera aucune pression et son énergie se dissipera pour cause de résistance à l'air.

Disons que sa pression est "potentielle" (c'est pas très scientifique comme expression !!!) .

Bonsoira tous...

Pour mettre tout le monde d'accord....!
Ou du moins répondra à quelques une de vos questions…!

http://fred.elie.free.fr/balistique_interieure.htm
Je vous souhaite et je l’espère une très bonne lecture....

Dernier paragraphe...