Force au point d'impact d'un objet en chute libre

[Haironthe]

Bonjour à vous,

Je suis étudiant en recherches en Histoire en master. Je travaille actuellement sur la Révolution française et plus particulièrement sur la guillotine et la peine de mort entre 1789 et 1799.

Pour mettre une réalité derrière le caractère instantané de cette décapitation mécanique j'ai entrepris un certain nombre de calculs. D'après les indications données par les sources, j'ai pu calculer la vite de chute ainsi que le temps de coupe d'un objet moyen.

Je souhaiterai calculer maintenant la force qui s'exerce sur le col du condamné au moment où la lame l'atteint.

Les données à ma disposition sont donc le temps de chute de la lame, soit 4,42m/s, ainsi que le poids total de l'ensemble qui s'abat sur le condamné, soit 20kg.

Etant plus porté vers les sciences humaines et littéraires que mathématiques, je rencontre quelques difficultés pour calculer la force au point d'impact de la lame.

Quelqu'un peut-il m'aider ?

Je vous en remercie d'avance :happy3:

[Valentin03]

Bonjour, je crois avoir lu quelque part que la lame de la guillotine, c'est 60 kg et non 20.

[Haironthe]

Bonjour,

En vérité la lame, stricto censu, pèse 7kg, un poids est cependant rajouté pour accélérer la chute. Lors des dernières exécutions en France, le poids total était bien de 60 kg (près de 50kg étaient rajoutés) mais en 1792 seuls 13kg supplémentaires étaient rajoutés, d'où les 20kg au total.

[Black Jack]

La force n'est pas "calculable" à partir des données fournies (et ne signifie d'ailleurs pas grand chose)

On peut calculer l'énergie cinétique de la lame au moment où elle arrive en contact avec le condamné.

Mais la force n'est pas calculable à partir de là, elle dépend de la résistance mécanique du cou du condamné et du profil de la lame.

La lame en traversant va légèrement ralentir et c'est cette décélération qui permettrait d'estimer la force (par F = m.a, avec m la masse de la lame et a la valeur de la décélération) en court de "coupure".

:zen:

[Haironthe]

Merci Black Jack,

Par profil de la lame, entendez-vous sa forme ? Si oui, le couperet est de forme oblique.

La lame en traversant va légèrement ralentir et c'est cette décélération qui permettrait d'estimer la force (par F = m.a, avec m la masse de la lame et a la valeur de la décélération) en court de "coupure".

Je ne cherche pas à calculer la force en cours de coupure (en partie car je ne connais pas de façon précise la résistance induite par les os et les chairs :lol3: ) mais simplement le poids qui, du fait de la vitesse, pèse sur le col du condamné au moment de "l'impact". :happy2:

[Skullkid]

Je ne cherche pas à calculer la force en cours de coupure (en partie car je ne connais pas de façon précise la résistance induite par les os et les chairs :lol3: ) mais simplement le poids qui, du fait de la vitesse, pèse sur le col du condamné au moment de "l'impact". :happy2:

Bonjour, comme l'a dit Black Jack, ça n'est pas possible. La force provient de l'interaction entre la lame et ce qu'elle coupe. Si tu changes ce qu'elle coupe, tu changes la force. Ainsi, la force exercée "au moment de l'impact" (si tant est que ça ait un sens) n'est pas la même selon qu'on coupe dans du bois, du métal ou un aristocrate malchanceux.

En revanche on peut parler d'énergie : la lame a une certaine énergie cinétique au moment de l'impact et une partie de cette énergie va être "utilisée" pour faire des dégâts sur ce qu'on coupe. Mais impossible d'avoir plus de détails sans informations supplémentaires sur ce qu'on coupe.

[Valentin03]

Et: E = M*V^2; ça marche pas dans ce cas là ?

[Skullkid]

Et: E = M*V^2; ça marche pas dans ce cas là ?

E = 1/2*M*V² est l'énergie cinétique d'un corps de masse M allant à la vitesse V, c'est ce à quoi Black Jack et moi faisions référence : avec les données disponibles, on peut parler d'énergie, mais pas de force.