Comment calculer la puissance d'une masse fixée sur un disque ?

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Comment calculer la puissance d'une masse fixée sur un disque ?

Message par blueman le Dim 21 Juin - 22:30

Bonjour à tous !

Je ne suis pas un étudiant mais un modeste chercheur amateur ayant besoin de certaines formules pour construire un logiciel qui me permettra de tester mes modèles, de les optimiser, avant de les constuire physiquement.

Voici mon problème en image ci-dessous.



Et aussi :



Dans le schéma du bas, bien que dans les 2 cas la hauteur H soit de même valeur, si j'applique les formules d'energie ou de travail, le travail et l'énergie sont les mêmes dans les deux cas. Ce qui me semble faux, ou du moins, peut-être que ce que je cherche à calculer c'est l'énergie du couple engnedré ? Car on voit bien que dans le cas de gauche, le poids ne travaille presque pas (DU POINT DE VUE DU CENTRE DE ROTATION du DISQUE), alors que dans le cas de droite, le poids s'exerce presque orthogonalement, ce qui va produire une grande force, un grand couple sur le disque.
Ce que je cherche à faire c'est à pouvoir comparer par formules physiques lequel déploie le plus de force ? de Couple ? de puissance ? ou autre chose à laquelle vous penserez et qui me sera utile entre le cercle de gauche et celui de droite, le premier schéma donnant les références des variables.

Désolé de mon langage non physique, mais je suis super débutant dans ce domaine ( plus exactement, j'ai oublié tous les cours de physique et de math de ma jeunesse !)

En espérant avoir été suffisament clair, j'espère que quelqu'un ici pourra me venir en aide pour mes recherches. Ce que je cherche c'est une formule, pas un prof (j'ai 45 ans) : j'ai besoin de pouvoir avoir une formule afin que je la programme en Delphi, et qu'ensuite je puisse comparer des disques (en fontion des divers paramètres) et voir ainsi objectivement, avant de les construire, lequel est le plus puissant, le plus fort, ou ce que vous voulez.
Je l'ai fait avec les notions d'énergie et de travail, mais cela ne marche pas : l'énergie et le travail ne sont pas significatifs pour ce que je recherche, le schéma 2 étant la preuve de l'ineficacité de ces grandeurs pour ma recherche.

Pour résumer, je cherche à calculer la puissance de la masse m lorsque la masse m arrive au point B.
Si vous avez une idée d'une autre grandeur dont le calcul pourrait m'être utile pour comparer 2 machines (delon le schéma 1) différentes (à savoir celle qui produit la plus grande force), n'hésitez-pas, indiquez-le moi, s'il vous plaît.

Je recherche domc, pour être tout à fait clair, des formules finales (sans dérivées, ni intégrales), directement programmables, qui me donne la puissance obtenue au point B (et autre), en fonction des paramètres précisés dans le schéma 1, et qui ne dépendent pas du temps t, bref, des formule programmable directement.

Cordialement, par avance MERCI,

BlueMan.

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Puissance d'une masse ! Oh!

Message par domi le Lun 22 Juin - 0:07

Bonsoir,
Je vais lire ton texte plus attentivement, mais je ne peux m'empêcher de réagir à ton titre: la puissance d'une masse!! schoking !
Il va d'abord falloir revoir quelques principes physiques élémentaires si tu veux programmer des modèles physiques... Parce que même avec des formules, si tu ne comprends pas le sens de celles-ci, tes programmes risquent d'avoir une drôle de gueule..
Je reviens vers toi rapidement pour discuter de cela..

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Re: Comment calculer la puissance d'une masse fixée sur un disque ?

Message par domi le Lun 22 Juin - 0:09

Tu ne mentionnes pas la masse du disque: est-ce à dire que tu néglges son inertie?

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Re: Comment calculer la puissance d'une masse fixée sur un disque ?

Message par blueman le Lun 22 Juin - 0:58

Bonjour.

Merci de consacrer de votre temps pour moi.

1) RAPPEL : je ne suis pas un physicien. J'ai oublié tous mes cours de math sup et math spé, j'ai 45 ans, et j'ai passé les 25 dernières années de ma vie à faire du Client-Serveur et de la base de données, donc bien loin des maths et de la physique...

2) J'ai spécifié les masses : M pour le disque, m pour la masselote.

3) J'utilise mon vocabulaire à moi, comme je peux, alors ne m'en tenez pas rigueur.

4) Si je suis venu ici, c'est présisément parce-que j'ai tout oublié, et que je sais pas le calculer.

Par avance, merci de votre compréhension, et de votre aide !

BlueMan.

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Re: Comment calculer la puissance d'une masse fixée sur un disque ?

Message par domi le Lun 22 Juin - 10:58

Bonjour,
Je viens de lire ton texte (nota : comme sur tous les forums, le tutoiement est de coutume ici..).
Il se trouve que mon job est de faire de la modélisation physique (de la physique numérique), je pense donc comprendre ta problématique. Du moins, je pensais en première lecture...
Tout d'abord, je ne vois pas trop ce que tu veux simuler: le mouvement du système disque + masse? Ou bien veux-tu simplement calculer les caractéristiques du système?
J'ai l'impression d'ailleurs que tu ne sais pas vraiment quelles caractéristiques calculer? Tu parles de "couple", de puissance, d'énergie, de travail...
Si tu nous disais quel est le but final, peut-être qu'on y verrait plus clair!
A propos de travail : le travail des forces en question ne dépend pas du chemin parcouru. Ce qui explique les petites difficultés que tu rencontres...
Quant à l'énergie, ce n'est peut être pas la bonne approche, cela dépend de l'application finale.
J'imagine par exemple que ton disque présente un axe orthogonal en son centre, axe qui entraine un mécanisme quelconque... Et tu chercherais donc la géométrie disque+masse qui produirait le meilleur résultat. Encore faut-il définir ce qu'est le meilleur résultat : couple de rotation sur l'axe maximum, durée de rotation maximum, etc...
Pour pouvoir te répondre, il faut que tu nous donnes plus de précisions sur l'objet de ta simu.

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Mon but

Message par blueman le Lun 22 Juin - 14:09

Bonjour !

Alors voila, c'est simple : je veux comparer des systèmes. Chacun est construit sur le modèle du schéma 1, chacun avec ses propres paramètres.

Et maintenant, dans la phrase qui suit, il faut entendre du francais, pas des termes réservés de physique :

Au point B, chaque système a une vitesse, une "Force", une énergie différente.

Et bien je veux trouver une GRANDEUR OBJECTIVE afin de pouvoir les comparer.

Mais utiliser, par exemple, la grandeur de Travail ne marche pas : celui-ci ne tient pas compte de tous les paramètres ; c'est pourquoi j'ai mis le schéma suivant pour bien le montrer :



Dans les deux systèmes ci-dessus, le travail est le même. Le travail n'est pas une grandeur objective représentative de la réalité : au point B, il est clair que la force du système de droite est beaucoup plus importante en raison du poids qui est quasiment orthogonal sur ce système.

Il me faut donc calculer une grandeur (laquelle ?) qui me permet de comparer objectivement lequel de n systèmes a la force la plus grande au point B.

Voila le problème.

BlueMan.

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Re: Comment calculer la puissance d'une masse fixée sur un disque ?

Message par domi le Lun 22 Juin - 14:26

blueman a écrit:Bonjour !

Alors voila, c'est simple : je veux comparer des systèmes. Chacun est construit sur le modèle du schéma 1, chacun avec ses propres paramètres.
j'avais bien compris que tu voulais les comparer, mais selon quel critère? La vitesse tangentielle du disque? Le couple appliqué sur un axe imaginaire placé orthogonalement au centre du disque?


Et maintenant, dans la phrase qui suit, il faut entendre du francais, pas des termes réservés de physique :

Au point B, chaque système a une vitesse, une "Force", une énergie différente.

Et bien je veux trouver une GRANDEUR OBJECTIVE afin de pouvoir les comparer.
Toutes les grandeurs physiques mesurables sont objectives...
Par exemple, est-ce que la vitesse tangentielle d'un point du disque partant du point A et arrivant au point B te semble une gradeur intéressante? Est-ce un critère de comparaison qui te satisfairant, sachant qu'il est assez peu parlant (du moins dans mon esprit).


Mais utiliser, par exemple, la grandeur de Travail ne marche pas : celui-ci ne tient pas compte de tous les paramètres ; c'est pourquoi j'ai mis le schéma suivant pour bien le montrer :



Dans les deux systèmes ci-dessus, le travail est le même. Le travail n'est pas une grandeur objective représentative de la réalité : au point B, il est clair que la force du système de droite est beaucoup plus importante en raison du poids qui est quasiment orthogonal sur ce système.
Bien sur que si le travail est une grandeur objective! Dis plutôt que c'est un critère de comparaison qui ne te convient pas, ce qui n'est pas du tout la même chose!
Le critère à choisir dépend de la finalité de ton choix. la vitesse tangentielle du disque peut être un critère, le couple sur un axe un autre critère. Pour optimiser chacun de ces deux critères, les paramètres physiques sont différents, très différents...

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Re: Comment calculer la puissance d'une masse fixée sur un disque ?

Message par blueman le Lun 22 Juin - 15:19

Pour tout dire, il me faudrait une grandeur qui inclue toute la force, toute l'énergie, tout l'apport, que la masselote a apporté dans sa course depuis A vers B.

BlueMan.

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Suite

Message par blueman le Lun 22 Juin - 15:42

Re-salut à tous !
(décidemment, quel emmerdeur ce BlueMan... Une vraie plaie ! Et il n'y connait rien physique, en plus ! Arf !)

Bon, trève de plaisanterie douteuse...

Ce que je voulais dire, à propose de la notion de travail, c'est que ce n'est pas une grandeur qui synthétise objectivement le résultat obtenu en B.

Et le schéma des deux disques le prouve (je ne vous ferais pas l'affront de vous dire qu'en mathématique, si je trouve UN SEUL contre-exemple, alors cela suffit à démolir toute assertion).

Aussi, puisque ce schéma prouve que le travail n'est pas une grandeur synthétisant objectivement le résultat obtenu en B, je vous le demande :

Quelle grandeur devrais-je calculer alors ?

Pour me faire mieux comprendre : rajoutons pour l'occasion un dispotifif au système :

Supposons qu'en B, je rajoute depuis le sol un butoir.
Bien évidemment, lorsque le disque va tourner depuis la position A, il va prendre de la vitesse, il va acquérir une certaine "quantité de mouvement", et va venir buter en B contre le butoit avec toute cette "force".

C'est cette "force" que je veux calculer (J'ai utilisé le mot "force" pour désigner cette grandeur, mais vous pouvez me proposer la grandeur phsyique que vous voulez, pourvu qu'elle SYNTHÉTISE objectivement toute la force accumulée par le trajet de la masselote depuis A vers B).

En espérant que cela vous aidera,

Cordialement,

BlueMan.

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Re: Comment calculer la puissance d'une masse fixée sur un disque ?

Message par domi le Lun 22 Juin - 18:13

blueman a écrit:Pour tout dire, il me faudrait une grandeur qui inclue toute la force, toute l'énergie, tout l'apport, que la masselote a apporté dans sa course depuis A vers B.

BlueMan.
c'est assez imagé et physiquement très incorrect mais je vois ce que tu veux dire...

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Re: Comment calculer la puissance d'une masse fixée sur un disque ?

Message par domi le Lun 22 Juin - 18:24

blueman a écrit:Re-salut à tous !
(décidemment, quel emmerdeur ce BlueMan... Une vraie plaie ! Et il n'y connait rien physique, en plus ! Arf !)

Bon, trève de plaisanterie douteuse...

Ce que je voulais dire, à propose de la notion de travail, c'est que ce n'est pas une grandeur qui synthétise objectivement le résultat obtenu en B.

Et le schéma des deux disques le prouve (je ne vous ferais pas l'affront de vous dire qu'en mathématique, si je trouve UN SEUL contre-exemple, alors cela suffit à démolir toute assertion).

Aussi, puisque ce schéma prouve que le travail n'est pas une grandeur synthétisant objectivement le résultat obtenu en B, je vous le demande :
Tu y tiens à cette idée de grandeur objective! Le travail est une grandeur physique très objective. Elle couvre une notion très précise, même dans le cas de ton système, et franchement ton schéma ne démontre absolument rien... Tu as du apprendre dans les temps lointains que le travail d'une froce ne dépendait pas du chemin suivi, ni du temps mis à le parcourir.
Bon, la caractérisation du disque par le travail produit par les forces en présence ne te convient pas. C'est ton affaire. mais ne dis pas ce que ce n'est pas une grandeur objective. D'ailleurs, c'est quoi en physique une grandeur objective?


Supposons qu'en B, je rajoute depuis le sol un butoir.
Bien évidemment, lorsque le disque va tourner depuis la position A, il va prendre de la vitesse, il va acquérir une certaine "quantité de mouvement", et va venir buter en B contre le butoit avec toute cette "force".
la quantité de mouvement est une grandeur intéressante. Mais tu veux calculer la quantité de mouvement de quoi : de la masse, du système (masse + disque)?


C'est cette "force" que je veux calculer (J'ai utilisé le mot "force" pour désigner cette grandeur, mais vous pouvez me proposer la grandeur phsyique que vous voulez, pourvu qu'elle SYNTHÉTISE objectivement toute la force accumulée par le trajet de la masselote depuis A vers B).

En espérant que cela vous aidera,

Cordialement,

BlueMan.
Abandonne cette idée de synthèse objective d'une force, c'est agaçant et perturbant.

Dans ton cas, je choisierais une de ces deux grandeurs caractéristiques : l'énergie acquise par le système disque+masse après rotation de A vers B (énergie cinétique due à la chute de la masse + énergie cinétique de rotation due à l'inertie du disque), ou bien le couple sur un arbre virtuel. Ces deux grandeurs sont liées.

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D'accord essayons !

Message par blueman le Lun 22 Juin - 18:37

Ok essayons :

Peux-tu, dans ce cas, me donner les 2 formules (celle de l'énergie Disque+Masse) et celle de l'arbre virtuel ?

Merci de me donner des formules directement progarmmables avec + - * /, les fonctions puissance et racine carrée, et les fonctions trigonométriques (surtout sans intégrales, dérivées ou primitives).

Par avance Merci !

BlueMan.

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