Help > comment convertir les Newton en joule pour un ressort ?

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cezayan
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Help > comment convertir les Newton en joule pour un ressort ?

Message par cezayan » 09/09/2006 - 23:31:38

Bonjour,

Je cherche la formule pour convertir les Nw d'un ressort à bloc en Joule.

Les infos acquisent :
FIL: diametre du fil
D0 : Diametre du ressort
L0 : Longeur du ressort
L1 : Longeur à bloc du ressort
Nw : Newton

La forumle de base est :
J = nw x 1 metre

FIL ; D0 ; L0 ; L1 sont exprimés en mm.

Seulement ca m'avance pas. Je suis pas doué.
Pourvez vous m'aider ?

Merci
Cezayan

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fffred
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Message par fffred » 09/09/2006 - 23:46:44

En fait tu cherches à relier l'énergie dissipée en fonction de la force appliquée ?

Seulement je ne vois pas pourquoi de l'énergie serait dissipée si le ressort reste à bloc.

cezayan
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Reponse

Message par cezayan » 10/09/2006 - 0:18:58

Je cherche à traduire la puissance a bloc.

J'ai mes valeurs en Nw apres analyse.

Seulement toutes les information sur mes produits sont en joule.

C'est du a la difference entre usine et utilisateurs, tous ne parlent pas le meme langage.

Si je dois poser une question à l'usine die le moi ;)
Je le ferai et reviendrai avec a reponse.
C'est vraiment important pour moi.

Bonne journée
Yann Anceze

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macland
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Message par macland » 10/09/2006 - 10:08:09

Salut! juste deux questions:
a) ton ressort travaile t-il en compression ou en extension ?
b) quel est le pas des spires et le nombre de spires/metre ? :bon:

cezayan
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reponse

Message par cezayan » 10/09/2006 - 12:05:07

Les ressorts travailent en compression.
Pour le reste j'attend la reponse, je vous la donnerai des qu'elle me sera reçue.

Je vous remerci.
Yann Anceze

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Message par macland » 10/09/2006 - 17:34:18

…a priori, si ton ressort est à bloc, c'est-à-dire spires contres spires, en compression, c’est que la force qui le comprime est supérieure à la force de réaction de ton ressort et ce dernier se comporte comme une cale d’épaisseur et transmet la force reçue sur la pièce d’appui de ton ressort !..mais, je dis bien, à priori !.. :bon:

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fffred
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Message par fffred » 10/09/2006 - 17:54:31

Je ne comprends pas la question : si la force en question est celle appliquée sur le ressort, alors l'énergie est simplement cette force multipliée par le déplacement ...

aLEX_Be
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Message par aLEX_Be » 11/09/2006 - 9:37:57

F = -k dx = -k (L1-L0) (- parce que la force est appliquee dans le sens contraire du deplacement, si tu comprime le ressort, il veut se detendre et inversement).

E = int(F)dx = k(x^2) / 2 = k(L1-L0)^2 / 2 (en valeur abs)

Ca m etonnerais que tu puisses determiner k rien qu avec le diametre du ressort.

C etait surement pas ca ta question ... :bon:

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Message par fffred » 11/09/2006 - 17:59:13

si la question c'est de déterminer k, alors il manque des données (le module d'Young par exemple).

cezayan
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De retour

Message par cezayan » 13/09/2006 - 1:11:27

Je precise que j'ai abandonné les math il y tres longtemps ;)
Et les science de l'energie encore plus, en 5eme lol

Bon voici les derniere données :

J'ai donc pour le ressort de compression qui sert de test les valmeur suivantes en mm :

FIL : 1,4
DE : 14,6
LO : 177.2
L1 : 75.1
F1 (Newton) : 62.6
Spires totales : 29.25
Pas : 6.6

Avec pour legende :
FIL = diametre du fil d'acier
DE = largeur du ressort
L0 = Longueur libre
L1 = longueur à bloc
F1 = puissance du ressort en newton
Spires = ben les spires
Pas = espaces entre chaque spire en longueur libre.

bien entendu nous ne tiendrons pas compte qu'a chaque bout les spires se reduise j'a zero pour le derniere et 1ere spire (ressort aux embouts repliés).

Je suis heureux de voir que cela vous passionne, j'ai planché sur le sujet, seulement j'ai vité vu que je n'avais pas les connaissances resquises pour resoudre le probleme.

Je vous remerci de votre aide, tout info supplementaire peu etre fournis sur demande.

Je rappel le but de l'opreation : convertir les newton d'un ressort en joule.

Bonne journée
Yann Anceze

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Message par aLEX_Be » 13/09/2006 - 9:24:13

La grandeur dont parle Fred est la grandeur primodiale qui te manques. Elle dépend du matériau utilisé , ... Je veux dire par la que je ne crois pas qu elle puisse etre estimée simplement avec les données que tu nous proposes.

La question que tu dois poser a l usine est: 'combien vaut k?' (constante de raideur du ressort).

Et puis pour avoir l energie emmaganisée dans le ressort en compression tu utilises la formule:

E = k(L1-L0)^2 / 2

E sera exprimé en Joules si tu respectes les unité S.I.,
L1,L0 sont en metres
k en N/m

Le diametre du fil, le nombre de spires, le materiau utilisé, ... n intervient pas directement dans le calcul mais est contenu dans k.

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fffred
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Message par fffred » 13/09/2006 - 18:40:44

Ta question initiale est juste de transformer des newtons en joules. Pour cela, il te suffit de multiplier la force par le déplacement pour obtenir l'énergie :
W = force * déplacement = F * (L1 - L0)

Pour aller plus en détails :

F = k * (L1-L0) où k est la "constante de raideur du ressort"

et d'après wikipédia :

k = E * S / L0

où E est le module d'Young, S = pi*FIL² est la section du ressort, et L0 est la longueur à vide du ressort.

Donc l'énergie (ou plutôt le travail) que tu cherches vaut :
W = force * déplacement = F * (L1 - L0) = k * (L1-L0) * (L1-L0) = E*S*(L1-L0)² / L0

W s'exprime en Joules, F en Newtons, k en N/m, et E en N/m².

cezayan
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reponse

Message par cezayan » 21/09/2006 - 14:03:05

Bonjour,

Donc avant de poursuvre je precis je ne pige que 5% de tout ce que vous ecrivez. Pour le moment ce n'est pas tres dérangeant, toutefois une fois que vous etes certain d'avoir la solution il faudra me parler comme a un gamin de 5ans.

Reponse de K par l'usine :
Bravo pour votre tenacité ! Mais là, c'est moi qui bloque !
Il vous faut la valeur de K pour chaque ressort ?

Lk est une inconnue qui est propre à chaque ressort et sa valeur en mm indique sa longueur de flambage, c'est-à-dire la longueur à laquelle le ressort se déforme sous la pression excercée.

Dans votre cas, les ressorts sont très sollicités et Lk est largement dépassée pour chacun d'eux mais, comme ils sont guidés par une douille et un mandrin, ce n'est pas trop grave, ils sont soutenus dans leur effort.


Sinon si je prend la formule de base :
Nw * (L0-L1) je tombe sur une valeur +/- 10x trop forte qui n'est pas cohérante. Bien sur j'ai passé L0 et L1 en metres.

Je vais donc essayer : (dans la semaine)
k = E * S / L0
où E est le module d'Young, S = pi*FIL² est la section du ressort, et L0 est la longueur à vide du ressort.


Je vais encore avoir besoin d'aide sur 2eme point
Comment calculer la vitesse de détente d'un ressort ?
Dites moi si vous avez assez de données.

PS: j'espere ne pas trop vous ennuyer avec mes question ;)

Bonne journée
Cezayan

aLEX_Be
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Re: reponse

Message par aLEX_Be » 21/09/2006 - 16:45:39

cezayan a écrit :
Il vous faut la valeur de K pour chaque ressort ?



Benh si ce sont tous des ressorts differents oui, si ce sont tous les memes, non ;)

Ca revient au meme que de demander le module de Young et la section du ressort pour chaque ressort.

fffred et moi, on ne propose pas la meme formule pour le travail de compression ... donc si qqn peut trancher.

cezayan a écrit :
Comment calculer la vitesse de détente d'un ressort ?



Le ressort ne se detend pas a vitesse constante mais il applique une force et donc une acceleration a l objet (libre) sur lequel il est appuyé. Tout ca pour dire que l exremite du ressort est acceleree.

Neanmoins il est facile de calculer la vitesse a tout moment et donc le temps de detente.

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Re: reponse

Message par aLEX_Be » 21/09/2006 - 16:54:07

cezayan a écrit :
Lk est une inconnue qui est propre à chaque ressort et sa valeur en mm indique sa longueur de flambage, c'est-à-dire la longueur à laquelle le ressort se déforme sous la pression excercée.



ben alors F = -k (Lk - Lo), par la pression on coonais F, on caoonait aussi Lk et Lo donc on trouve k

k = F/(Lo-Lk)

et puis la formule du travail.

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Message par fffred » 21/09/2006 - 16:54:15

Si vous connaissez la valeur de la force appliquée, et que vous voulez simplement l'énergie fournie au ressort, alors c'est très simple et vous n'avez même pas besoin de K !
En effet, la force F produisant un allongement (L1 - L0) fournit au ressort l'énergie :
E = (L1 - L0) * F , c'est -à-dire l'allongement multiplié par la force.

Donc par exemple, imaginons que la force appliquée au ressort soit 5 N, et que l'allongement du ressort soit 10cm (0.1 mètres) : l'énergie fournie par cette force au ressort vaut E = 0.1 * 5 = 0.5 Joules.

Bon , le problème est que la force que vous appliquez est rarement constante. Si elle ne l'est pas, alors le calcul précédent est faux ! Donc faites bien attention à la facon dont la force agit sur le ressort.

Si vous voulez tout de même une explication sur K, la voici :

K est la "constante de raideur" du ressort. elle permet de déterminer l'allongement du ressort à partir de la force qu'on lui exerce dessus.

Plus précisément, si on exerce une force F sur le ressort, il s'allonge d'une distance L1-L0 = F/K.
On préfère écrire F = K * (L1-L0)

Par exemple, si la force éxercée vaut 10 newtons (10 N), et que le ressort s'allonge de 7 cm (0.07 mètres) , alors K peut être calculé par :
K= F/(L1-L0) = 10 /0.07 = 143 N/m

Au contraire, si on connait la valeur de K (par exemple 100 N/m) , alors on sait qu'en appliquant une force F=5 N, le ressort va s'allonger de :
L1- L0 = F / K = 5 / 100 = 0.05 mètres = 5 cm.

Voila pour l'explication de K. Normalement les fabriquant de ressorts peuvent vous donner la valeur de K de leurs ressorts.

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Message par aLEX_Be » 21/09/2006 - 16:57:09

W = F*(L-Lo)

uniquement si F et (L-Lo) sont independants (l'integrale devient alors un produit scalaire)

Je ne crois pas que ce soit le cas ici

W = integ F dx

W = k dx^2/2 = k (L-Lo)^2/2

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Message par fffred » 21/09/2006 - 18:52:58

oui c'est ce que j'ai voulu dire dans mon post par "la force que vous appliquez est rarement constante"

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Message par aLEX_Be » 22/09/2006 - 10:54:53

desole, mais j etais en train d ecrire mon post quand tu a mis le tien

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Message par Stardust » 23/09/2006 - 0:00:45

En faisant "conversion nw joule", j'ai trouvé un site qui offre toute une série de tables de conversion. Tu mets un chiffre, et hop, il est traduit dans toutes une série d'autres valeurs.
C'est assez marrant. :rD
Cela peut peut-être aider aLEX_Be à améliorer le relationnel "entre usine et utilisateurs" : http://www.unitconversion.org/index.html

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Message par Stardust » 23/09/2006 - 0:10:05

Stardust a écrit :Cela peut peut-être aider aLEX_Be

.... bien entendu, dans mon post ci-dessus, il faut convertir "aLEX_be" en "cezayan" ! :fada:

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