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DM aspects énergétiques des phénomènes mécaniques
Bonjour, j'ai un DM à faire mais je bloque sur le sujet.
Sujet :
Retour sur Terre
En juin 2017, le vaisseau Soyouz a ramené à son bord Thomas Pesquet qui avait passé 6 mois à bord de l'ISS. Seul le module de descente dans lequel est installé le cosmonaute est équipé d'un bouclier thermique qui résiste aux températures très élevées dues aux frottements de l'air après son entrée dans l'atmosphère.
À 8,5 km du sol, le vaisseau est encore à une vitesse de 800 km h-¹ lorsque les parachutes se déploient.
À 5,5 km d'altitude, le bouclier thermique, les hublots extérieurs et les réservoirs sont largués. Le module de descente a alors une masse de 2 500 kg.
À 70 cm du sol, c'est au tour des six rétrofusées de s'allumer pour réduire au maximum la vitesse du module de descente qui passe alors de 22 à 5,0 km h-¹ (vitesse lors de l'impact au sol).
doc 1 et 2 sur photo
1. En vous appuyant sur les documents, montrer que l'énergie cinétique E, du module de descente varie de - 44 kJ entre les points A et B.
2. Exprimer puis calculer le travail WAB (P) du poids. Ce travail WAB (P) est-il moteur ou résistant ? Justifier.
3. Déterminer le travail WAB (F) de la force de freinage entre les points A et B.
4. En supposant la force de freinage f constante entre A et B, déduire l'intensité f de cette force de freinage
Mes réponses :
1. Ec = 1/2mv²
= 1/2*2500*v² je ne sais pas quoi mettre pour la vitesse
2. WAB(P) = P.AB = m*g*AB*cos()
= m*g*(za-zb)
= 2500*9.81*(70-0)
= 1716.75.10-3J
WAB(P)>0 donc le travail WAB(P) est moteur car son signe est positif.
3. WAB(F) = F.AB.cos()
= F*7*cos(180) 7 car 70cm = 7m
je ne trouve pas F
Bonjour,
Question 1 :
Attention, on ne te demande pas de calculer une énergie cinétique, mais une variation d'énergie cinétique.
Non
Tu ne peux pas l'utiliser ici car tu manques d'éléments pour le faire.
En revanche, ce théorème te sera indispensable pour la question suivante.
La variation Δ(Ec) d'énergie cinétique entre A et B est (par définition) tout simplement égale à la différence des énergies cinétiques entre le point B et le point A.
Au point B : Ec(B) = …………..
Au point A : Ec(A) = …………..
Donc Δ(Ec) = ………………..
J'ai écrit par erreur que le théorème de l'énergie cinétique te serait indispensable pour la question suivante.
En réalité, il te sera indispensable pour la question 3
C'est de cela que je parlais, dans mon cours il est écrit que c'est le théorème de l'énergie cinétique.
Donc nous avons :
Au point B : Ec(B) = 0cm
Au point A : Ec(A) = 70cm
Donc Δ(Ec) = 0-70 = -70cm
Il te faut revoir ton cours !
Comme son nom l'indique une énergie cinétique est une forme d'énergie.
C'est l'énergie liée à la vitesse d'un système.
Comme pour toute énergie son unité est le joule.
Tu comprendras donc qu'écrire comme tu le fais qu'une énergie cinétique est égale à 70cm me fait dresser les cheveux sur la tête et comprendre que tu ne connais pas suffisamment ton cours.
Je suppose que ce n'est pas ça... Faut-il calculer le travail du poids ?
Je suis désolée, je n'ai pas du tout compris cette partie du cours.
Tu n'as pas répondu à ma question :
Connais tu la formule qui définit l'énergie cinétique ?
Si la réponse est "oui" merci de la poster
Si la réponse est "non" : Inutile d'essayer de faire cet exercice avant d'avoir appris le cours. Tu peux trouver de l'aide ici --> 
[lien]
Ouiiiiiiiiiiii !
Enfin c'est plus exactement (1/2) * m * v²
Que représentent pour toi :
Ec ? m? et v?
Quelles sont les unités correspondantes ?
Je pense avoir trouvé la réponse. Il faut calculer l'énergie cinétique du point A, puis du point B en reprenant cette formule puis faire la différence, on trouve donc :
Au point B : Ec(B) = (1/2) *2500*1.39 = 1737.5J
Au point A : Ec(A) = (1/2) *2500*6.11 = 7637.5J
Donc Δ(Ec) = 1737.5-7637.5 = 5900J
On avance .....
Peux tu retrouver dans l'énoncé (et le doc 1) :
La masse "m" du module.
La vitesse vA du module quand il passe en A
La vitesse vB du module quand il arrive en B
Peux tu, comme tu as essayé de le faire dans ton post du 14-05-21 à 19:06 calculer
a) L'énergie cinétique du module quand il passe en A
b) L'énergie cinétique du module quand il passe en B
c) La variation d'énergie cinétique du module quant il passe de A à B
Essaie de ne pas répéter les erreurs d'étourderie que tu as commise lors de ton essai du 14-05-21 à 19:06
L'énoncé te donne la réponse. Tu peux donc facilement vérifier si ton calcul est exact.
En effet, j'ai oublié de mettre la vitesse au carré, donc :
Au point B : Ec(B) = (1/2) *2500*1.39² = 2415.125J
Au point A : Ec(A) = (1/2) *2500*6.11² = 46665.125J
Donc Δ(Ec) = 2415.125-46665.125 = -44250J = -44kJ
Question 1 :
Parfait !
Question 2 :
A condition de munir le référentiel terrestre d'un axe vertical dirigé vers le haut dont l'origine est au niveau du sol on a en effet :
AN
m = 2500kg
g = 9,81N/kg
ZA = ?
ZB = ?
ZA = 70cm = 7m
C'est sûr ?
[tex]W_{AB} (\overrightarrow{P}) = 2500*9.81*(7-0) = 171675[tex]
Unité ?
Oulaa énorme erreur de conversion effectivement.
70cm = 0.7m
donc : WAB(P) = 2500*9.81*(0.7-0) = 17167.5
Ton résultat, présenté sans unité, sera automatiquement considéré comme faux un jour d'examen.
Question 3
Il suffit d'appliquer le théorème de l'énergie cinétique pour avoir directement la réponse à cette question.
l'unité est le joule ?
Oui
Question 3 :
Nous n'avons pas déjà utiliser ce théorème pour la question 1 ?
Ta question montre que tu ne connais pas l'énoncé du théorème de l'énergie cinétique.
Commence donc par le réviser ----- > [lien]
Non.
Le théorème de l'énergie cinétique ne s'invente pas à partir d'une formule fantaisiste.
Il s'apprend .
Voir par exemple ici ---> [lien] paragraphe II sous paragraphe 2
Oui,
En langage naturel cette formule signifie que la variation d'énergie cinétique est égale à la somme des travaux des forces qui s'exercent sur le système.
Ici, le système étudié est le module.
Deux forces s'exercent dessus : Son poids et la force de freinage.
D'après le théorème de l'énergie cinétique :
Variation d'énergie cinétique = Travail du poids + travail de la force de freinage
La variation d'énergie cinétique a été calculée à la question 1
Le travail du poids a été calculé à la question 2
La question posée concerne le travail de la force de frottement.
Comme déjà dit dans mon post du 15-05-21 à 17:08 :
" Il suffit d'appliquer le théorème de l'énergie cinétique pour répondre à cette question"
Donc si on applique le théorème, on arrange la formule et on trouve :
travail de la force de freinage = variation d'énergie cinétique - travail du poids
<=> WAB(F) = EC - WAB(
)
= -44250 - 17167.5 = -61417.5J
Super !
On arrondira le résultat à -61kJ, mais on poursuivra les calculs pour la question suivante avec la valeur que tu as trouvée.
D'une manière générale les résultats rendus doivent être arrondis en tenant compte de la précision des données, mais doivent être réutilisés sans les arrondir pour poursuivre l'exercice.
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