[Etudes Supérieures] Choc frontal

[WILY]

Bonjour.

On lance un mobile autoporteur sur une table horizontale pour réaliser un choc frontal
contre un deuxième mobile autoporteur de même masse au repos. Expliquer le résultat
de la collision dans le cas d'un choc élastique, puis dans le cas d'un choc inélastique
mou où les mobiles restent accrochés après le choc.

Si choc est élastique alors le mobile 2 va partir avec la vitesse du mobile 1 par conservation de l'Ec et de la quantité de mouvement, et le mobile 1 va être au repos.

Par contre je ne vois pas bien ce qu'il se passe si le choc est inélastique... les 2 mobiles ont la même vitesse après le choc ?

Merci d'avance pour votre aide.

[Black Jack]

Si le choc est inélastique, il y en quand même conservation de la quantité de mouvement mais l'énergie cinétique de l'ensemble des 2 mobiles sera plus petite après le choc qu'avant de choc.

Il faut alors en plus des vecteurs vitesse et masses avant le choc, connaître une info en plus (par exemple sur une vitesse d'un des 2 mobiles après le choc) pour pouvoir déterminer les vitesses respectives des 2 mobiles après le choc.

Certains chocs sont tels que les 2 masses restent solidaires après le choc, mais il faut que ce soit précisé dans l'énoncé, on peut alors tout calculer en n'utilisant que la conservation de la quantité de mouvement.

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[WILY]

Ok Black Jack mais pourquoi la qté de mvt se conserve et pas l'énergie cinétique ?

[Black Jack]

Ok Black Jack mais pourquoi la qté de mvt se conserve et pas l'énergie cinétique ?

Le "Pourquoi" des choses en Physique est sans réponse.

Le physicien observe ... et établit des théories en conséquence. Ces théories peuvent alors expliquer comment se passeront les "choses" mais jamais pourquoi elles se passent ainsi.

Seuls les sots pensent connaître le pourquoi ... alors que la seule chose qu'il connaisse (et ce n'est pas encore sûr) est la théorie qui a été pondue à partir des observations.

Le grand Feymnan a répondu à quelqu'un qui posait ce genre de question (sur une autre sujet mais c'est sans importance) :

".....cela dit,il se peut que vous ne compreniez pas ce que je vous dit de la manière dont opère la Nature, pour la raison que vous ne voyez pas pourquoi elle opère de cette façon. Mais il faut bien voir que personne n'est capable d'expliquer pourquoi la Nature se comporte de cette façon là,et pas d'une autre........
......Ce qui est important ,c'est que la théorie en question permette des prédictions qui soient en accord avec l'expérience."

Et la théorie bâtie sur les observations est que dans les chocs, élastiques ou inélastiques, il y a conservation de la quantité de mouvement.

Quant à l'énergie, elle sera conservée dans les chocs élastiques, mais pas dans les chocs non élastiques pour lesquels une partie de l'énergie a été dépensée en déformation permanente ou en chaleur suite au choc.

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[phyfacil]

la conservation de la quantité de mouvement est la conséquence du th du centre d'inertie d'un système pseudo isolé (2ème loi de Newton) et de la troisième loi de Newton sur l'action réaction
en effet des forces de réaction très grandes naissent au cours d'un choc, elle vérifie le principe d'action réaction donc s'annulent

[WILY]

D'accord, merci à vous deux.

[phyfacil]

si p1 est la qté de mvt de M1
f1=dp1/dt (loi de N)
f2=dp2/dt
f1+f2=R1+R2 = 0 (action réaction) donc d(p1+p2)/dt=0 donc p1+p2= cste

[Renaud]

Bonsoir,
Pour ce qui concerne le choc élastique, effectivement l'énergie cinétique et la quantité de mouvement sont globalement conservées.
La première solution proposée par Willy n'est que le cas très particulier où le mouvement est confiné sur une droite : c'est le carreau à la pétanque.
Dans le cas général, les mobiles se déplacent selon deux dimensions. Les projections de l'énergie cinétique et de la quantité de mouvement sur deus axes perpendiculaires se conservent : c'est le cas du choc de deux boules de billard. On constate alors que les trajectoires après le choc sont perpendiculaires.

[WILY]

Bonsoir Renaud, merci de ta contribution. Petite question : quand une boule de billard tape une autre boule, elles ne partent pas forcément avec des directions perpendiculaires, non ? Ou alors je n'ai encore rien compris...

[phyfacil]

l'angle droit est un cas particulier qui permet les calculs trigo plus simples