Etude théorique d

Etude théorique d’un shoot de hockey sur glace.
Nous allons tenter ici d’analyser une phase de shoot et de quantifier les efforts intervenant afin de
réaliser une modélisation expérimentale.
Il existe deux types de shoots en hockey sur glace : le shoot effectué à partir d’un mouvement de
poignet et le shoot qui fait intervenir la rotation de tout le corps
Ces deux shoots ont des caractéristiques différentes (position des mains, temps d’exécution,
puissance d’impact etc.) Dans notre étude nous allons nous intéresser seulement à la situation la plus
défavorable au niveau énergétique car c’est elle qui est la plus à même de générer les plus
importantes dégradations de la crosse (C’est ce que nous voulons quatifier)
Voici un schéma décrivant de comportement de la crosse lors d’un shoot
Lors d’une tres grosse frappe, la vitesse maximale d’impact de la crosse sur le palet est de 30m/s
(Soit à peu pres 100km/h)
Afin de quantifier la dégradation de la crosse nous devons dans un premier temps nous focaliser sur
l’impact de la palette sur la glace. Elle provoque une altération locale de la surface de la palette et
une grosse flexion au niveau du manche.
On estime l’angle d’attaque à 55° ce qui génere une force vertical e (Fx) et horizontale (Fy).
In general the slap shot had a peak vertical impact force of 97.6 ± 63.6N, corresponding to an average
shaft bending of 12.7°or 0.038 m.
En plus de l’intération avec le sol, la crosse doit encaisse un deuxième choc lors de son arrivée sur le
palet. Concentrons nous donc maintenant sur cette deuxième phase.
Lors de l’impact sur le sol, on considere que la crosse a perdu un peu de sa vitesse initiale (on
rappelle que l’impact se fait sur la glace donc les frottements sont assez faibles). On l’estime donc
maintenant à 25m/s
De plus lors d’un shoot réussi, il y a un phénomène de flexion de la crosse comme on le voit sur le
schéma précédent. En effet, au contact de la glace la crosse va se courber puis se détentre juste
avant d’impacter le palet. Cette élasticité de la crosse permet donc d’avoir un gain de vitesse
important en bout de blade pour véritablement giffler le palet. Ce phénomène permet en général de
doubler la vitesse d’impact. Elle est donc maintenant de 50m/s.
Enfin, il est nécessaire pour notre calcul de déterminer le temps d’impact entre crosse et palet pour
chiffrer la quantité d’énergie transmise. Pour cela, nous avons visionné les vidéos réalisées avec les
caméras grande vitesse par le groupe de l’an dernier et nous avons estimé qu’il y avait contact entre
le palet et la crosse durant à peu près 40ms.
Tout ceci nous permet donc de faire une étude numérique :
Récapitulatif des données :
Vitesse Impact : 50m/s
Temps d’impact : 40ms
Poids du palet : 170g
On calcul donc l’énergie cinétique de la palette :
Ec=1/2mv²=0.5*0.170*50²=225J
Ainsi, la puissance mise en jeu lors d’un shoot s’écrit : P = E/T = 225/0.040 = 5625W
Ainsi, on obtient la force d’impact : F=5625/50=112.5N
L’accélération horizontale du palet lors de limpact (à t=0) sera donc de : a=F/m=112.5/0.170=65G !