Actu Survie Dossiers News Survie — 11 décembre 2013
Cours de survie en ligne Module 7 Cours 2

Module 7 Cours 2

Maintenant que vous comprenez comment l’énergie, l’élan et les forces nous aident à décrire des interactions entre des objets, le Docteur Dennin plonge plus profondément dans ce qui arrive vraiment dans des interactions, ou en fin de compte, comment les choses changent par l’impact.

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“Bienvenue dans le cours 2 de la physique des dégâts. J’espère que dans le cours 1, je vous ai réellement donné une chance de comprendre comment utiliser les termes forces, énergie, et élan. Dans ce cours, nous allons voir ce qui arrive réellement en détail lors des interactions. Nous allons étudier un couple de points de vue. Donc la première chose que nous allons voir est l’énergie  et ensuite l’élan, et l’idée de ce que cela veut dire pour une chose d’être conservée. Donc, la grande question est : comment les choses changent-elles ? Maintenant rappelez-vous que nous utilisions le symbole delta Δ pour le changement, nous allons utiliser E pour énergie donc la question est quand l’énergie totale change-t-elle ? Nous avons une idée de ce que l’on appelle un système fermé en physique, donc si vous avez une boite avec des objets fermés dedans et qu’il n’y a pas d’interaction, c’est un système fermé et nous voyons que l’énergie totale ne peut pas changer, elle reste à zéro. C’est comme l’exemple de votre argent, si vous êtes seul dans le monde avec vos amis, il n’y a que vous qui puissiez interagir avec vos amis et personne d’autre. Il n’y a donc aucune façon pour que le montant total de l’argent change, il changera juste de mains, il peut aller à différentes personnes et faire le tour. Donc un exemple classique en physique pourrait être une balle tombant sur la terre.  Sur la diapo, voici la balle. Quand vous débutez ce système, il n’y a rien qui interagit avec. Comme la balle tombe, notez que son poids change, et la balle augmente sa vitesse, et ce que nous pouvons dire c’est que l’énergie potentielle, abréviation PE, va se convertir en énergie cinétique, mais que le total de l’énergie ne changera pas. Donc notez comment l’énergie va suivre l’état du système, en nous disant la distance relative entre la balle et la terre, et en nous disant le mouvement relatif dans ce cas, l’accélération de la balle. Donc nous pouvons garder la trace de ce qui arrive par cet échange entre différents types d’énergies, alors que l’énergie totale reste constante. La chose confuse et cool en physique est que l’on est libre de choisir notre système et que nous pouvons choisir un système qui est juste la balle. Si c’est juste la balle, alors vous avez un simple objet, et la seule énergie est l’énergie cinétique, dans ce cas, et le changement donné par Δ n’est pas égal à zéro parce que la balle prends de la vitesse. Qu’est-ce qui se passe ici ? Et bien, la balle interagit avec quelque chose en dehors du système, qui est la terre, la force de gravité, et nous avons une force qui agit sur le système, donc nous obtenons un changement d’énergie, et nous allons voir comment cela fonctionne sur deux diapos. L’élan, ou impulsion est dans une situation très similaire. Dans un système fermé, il est conservé. Maintenant, qu’est ce que cela veut dire ? Prenez une fusée. Si nous prenons le système de la fusée et du carburant, alors le système entier démarre, maintenant l’élan, nous ne pouvons pas le définir dans une formule dans la dernière section et nous allons le mettre là : \vec{p}=m\vec{v}le produit de la masse de l’objet et de sa vitesse, les petites flèches représentant des vecteurs. Maintenant quand nous commençons, la fusée est au repos et donc l’élan est à zéro puisque rien ne bouge. Maintenant que cela est posé, notez que nous avons le carburant sortant du dos avec une certaine vitesse \overrightarrow{v}et la fusée s’éloigne avec une certaine vitesse \overrightarrow{v}. Rappelez-vous ce que nous avons dit sur les vecteurs. Parce qu’ils sont dans des directions opposées, ils peuvent s’annuler. L’un aura un signe négatif donc nous pourrons écrire cela comme la masse du fuel multipliée par la vitesse du fuel moins la masse de la fusée multipliée par la vitesse de la fusée est égal à zéro. Parce qu’elle était à zéro et qu’il n’y a pas eu d’autres interactions. Nous avons un système fermé. Une fois de plus la physique devient bizarre. Si je regarde juste la fusée en elle-même, elle a un changement d’élan parce qu’elle interagit avec le carburant, qui applique une force sur la fusée. Nous avons toujours ces deux façons de regarder le système. L’une sera plus utile que l’autre en fonction de la situation, donc c’est une chose clé à garder en mémoire, quand vous lisez sur ces sujets, et pour la fin du cours. Vous devez savoir quel est le système, s’il est clos, ou interagit avec quelque chose. Maintenant, regardons cette diapo et l’idée du système clos ou interactif, si nous regardons toujours juste une partie du système, donc dans ce cas, regardons juste la porte. Il y a deux façon de représenter la grandeur de la force. Cela interagit avec la force venant du pied. Si vous voulez regarder ça comme une force active au bout d’un certain temps car il se passe toujours un certain temps avant la collision, donc Δt est le temps qu’il faut à la collision pour se produire. Notez que nous utilisons notre symbole Δ pour le changement de temps. Cela nous donne le changement de l’élan total de la porte. Δt=Δ. Donc si vous arrivez à savoir quelque chose au sujet du temps nécessaire pour que la collision se produise, et que vous connaissez l’élan initial et final, habituellement en connaissant la vitesse initiale et finale et en la multipliant par la masse de l’objet, vous pouvez avoir la force avec cette équation et voir que la force est le changement de l’élan sur le changement du temps : / Δt . Procéder de cette façon vous donne réellement des informations sur les changements d’élan et leur connexion avec la force. La seconde façon de faire est si vous connaissez la distance de la force qui agit. Maintenant, pour l’exemple de la porte, c’est probablement plus évident parce que vous voyez la porte et le coup qui est porté donc vous connaissez la distance juste en regardant la photo : Δx. Distance et force nous donnent le changement d’énergie ΔE=ΔX et cela revient à ce que nous disions avant, cette définition technique du travail ΔX dont je vous parlais dans le cours 1 mais je ne veux pas que nous nous focalisions trop là-dessus. Ici, la clé c’est la force et la distance. Maintenant, nous avons ici quelques symboles mathématiques qui sont des valeurs connues. Nous utilisons nos vecteurs, ce qui veut dire qu’il y a des directions,. La clé ici, c’est la force en direction du mouvement. Il s’avère que si vous appliquez une force perpendiculaire à la direction d’où le mouvement arrive, vous ne changerez aucune énergie. C’est un point subtil. Nous n’avons pas besoin de nous en inquiéter ici, mais j’ai pensé que je devais le mentionner. Donc, juste pour récapituler, temps et force : changement de l’élan, distance et force : changement d’énergie. Comment allons-nous les utiliser ? Quand nous voulons savoir ce qui arrive, si la porte cède, si la tête du zombie est cassée, la clé, ce sont les propriétés matérielles de l’objet. C’est un autre exemple d’interactions. Pourquoi ? Parce que les molécules qui interagissent déterminent l’énergie de ce qui va se passer. Si je pense à un morceau de matière composé de beaucoup de petites molécules, elles peuvent faire un groupe de choses. Elles peuvent toutes bouger tout à fait librement, elles sont libres de bouger autour, c’est un fluide, c’est de l’eau, il coulera. Quelque chose dans lequel vous êtes habitués à être, dans lequel vous pouvez bougez à travers facilement parce que les molécules peuvent être poussées aisément autour. Si elles sont rigides, posées là vibrant juste un peu, et qu’elles sont difficiles à bouger, c’est un solide et il aura différentes propriétés, qui dépendent de comment les molécules interagissent les unes avec les autres, et ce solide fera des choses différentes. Donc, regardons rapidement quelques options. Une option est que l’objet peut s’étirer comme un ressort. Une chose clé sur ce ressort est qu’il s’étire et qu’il revient. C’est ce que nous appelons l’élasticité et cela veut dire de l’énergie qui peut être récupérée. C’est un exemple de ce que nous appelons l’énergie potentielle parce que ce que vous faites avec lui a le potentiel de faire plus de mouvement. Un gros exemple, du point de vue de la série, est l’arbalète. Vous étirez la corde, elle agit comme un ressort, quand vous laissez tout partir, toute cette énergie revient dans de carreau de l’arbalète. Maintenant, nous allons voir que toutes les énergies ne le font pas mais que beaucoup le font. Une autre option, c’est un matériel qui s’étire peut-être mais qui est plus comme du mastic ce qui veut dire qu’il ne revient pas. C’est ce que nous appelons la plasticité, et l’idée clé ici est que si vous prenez le système, que vous l’étirez, que vous le déformez d’une quelconque façon, les interactions sont telles que les molécules dissipent l’énergie. Maintenant c’est un terme qui induit un peu en erreur car l’énergie ne disparaît pas, elle est maintenant dans l’étirement des molécules. C’est habituellement montré comme un réchauffement de l’objet. Il va devenir plus chaud, mais l’énergie n’est pas utile plus longtemps. Ce n’est pas comme si vous pouviez ramener l’énergie. Avec le ressort, vous l’étirez et vous laissez l’énergie revenir. Avec la déformation de la plasticité, le système s’étire et reste juste là, rien ne revient, comme avec du mastic. Cela peut être très utile pour la protection car parfois vous dissipez de l’énergie dans un système qui ne va pas vous causer de dégâts. L’élasticité peut aussi être une bonne protection, car vous pouvez utiliser cette énergie pour faire autre chose. La dernière option que nous allons voir est le matériel qui casse, vole en éclats, ou se fend. C’est ce que nous appelons cassant, et ici il est assez évident de voir où va l’énergie, elle va dans les éclats, dans les morceaux de l’objet complètement cassé. C’est réellement une interruption sérieuse, les liens entre les molécules représentent l’énergie, et quand vous interrompez un lien, il y a un changement dans l’énergie. C’est aussi une bonne façon d’absorber de l’énergie. Beaucoup d’équipements modernes de protection sont basés sur la combinaison entre le Kevlar et les feuilles de céramique. Qu’est-ce que j’entends par là ? Quand le Kevlar prend un coup, il s’étire, c’est une façon d’absorber l’énergie mais aussi de vous faire quelques bleus parce qu’il s’étire en vous, absorbe de l’énergie, et la diffuse. Pour la céramique, ils mettent de petites feuilles de céramique entre le Kevlar, qui volent en éclats en cas de coup. C’est à usage unique mais beaucoup d’énergie va dans ces morceaux et tout est complètement absorbé par le brisement et vous ne sentez pas cette énergie et cela vous protège parfaitement bien. C’est la fin de notre cours 2, la façon dont fonctionnent les interactions.”

Auteur

Mary

Mère de 2 enfants, passionnée de survie, experte en techniques de combat de spray et en maniement de seringue, se dresse contre la bêtise, l'égocentrisme, et... les zombies, parce que, sans déconner, July a raison, ça va nous tomber dessus !

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