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[1S] Physique : Le cheval-vapeur (cv)

Posté par
Emye
08-01-07 à 19:08

Hello! Je demande votre aide pour un exo de physique (je sais que c'est un forum de maths mais bon...) ou je bloque à la 4eme question. Si quelqu'un pouvait me donner un pti coup de pouce, je le(a) remerci(e) d'avance!! De plus, si on pouvait vérifier mes résultats pour les 3 premieres questions ^^!

En 1783, l'ingénieur anglais James Watt définissait une référence pour la puissance des machines à vapeur , qu'il comparait à celle dévelopée par un cheval. Il avait ainsi considéré qu'un cheval était capable de hisser une masse de 75,0kg, suspendue au bout d'une corde , à une vitesse constante de 4,00km / h .

1) Calculer la valeur de la force F exercée par une corde sur la masse de 75.0kg.
---> vitesse constante, 1er loi Newton, P=F d'ou mg=75.0*9.81=736 N=F

2) Calculer le travail de la force F au cours d'un déplacement dont la durée est une heure.
---> W a->b (F)= F.AB = 1/2[(F+AB)²-AB²-F²]= 1/2[(736+4)²-4²-736²]= 2944 J

3) Calculer la puissance de ce travail.
---> P= W a->b (F)/t= 2944/3600= 0.818 W

4) a) Le cheval-vapeur (cv) est défini comme égale à la puissance d´une force de 735.5 N dont le point d´application se déplace à la vitesse de 1.000m.s^-1. Calculer en watt la valeur d´un cheval vapeur.
---> La je ne sais pas comment je peux définir le travail de la force, ni quel référence de temps (1seconde?) il faut prendre ...

b) Comparer sa valeur à la puissance de référence proposée par Watt.

c) La puissance maximale d'une automobile d'une petite cylindrée est approximativement de 80cv. Calculer sa puissance en watt. On pourra la comparer à la puissance maximale d'un four électrique domestique, qui est de l'ordre de 3.0 kW.

Voila, j'espère que c'est pas trop long, en tout cas merci d'avance

Posté par
moctar
re : [1S] Physique : Le cheval-vapeur (cv) 08-01-07 à 19:20

Salut
pour le 4)a)P=F*v

Posté par
Coll Moderateur
re : [1S] Physique : Le cheval-vapeur (cv) 08-01-07 à 19:24

Bonjour,

La réponse à la première question est bonne.

Je ne comprends pas ta démonstration pour la deuxième question ... La réponse est fausse ; rappel : 4 km = 4 000 m

La troisième question sera à refaire avec la nouvelle valeur de la réponse à la deuxième question. Mais le principe est bon.

La puissance c'est un travail par unité de temps.
Le travail c'est le produit d'une force par un déplacement.
Donc la puissance peut être vue comme le produit d'une force par une vitesse...

La suite du problème ne devrait pas poser de difficultés.

Posté par
Emye
re : [1S] Physique : Le cheval-vapeur (cv) 08-01-07 à 19:24

Oui j'ai pensé à faire P=F*v mais sa nous donne : P=F.cos (x).v or on n'a pas d'angle ...

Posté par
Coll Moderateur
re : [1S] Physique : Le cheval-vapeur (cv) 08-01-07 à 19:25

Prends un déplacement colinéaire à la force (angle = 0°)

Posté par
Emye
re : [1S] Physique : Le cheval-vapeur (cv) 08-01-07 à 19:31

J'ai refais la question 2) et 3), le résultat me parait "bizzare"
2) avec le meme principe, j'ai 5 888.10^3 J
3) 2 944.10^3 W

En tout cas, je remercie pour vos réponses!

Posté par
Coll Moderateur
re : [1S] Physique : Le cheval-vapeur (cv) 08-01-07 à 19:36


En une heure à 4 km/h le déplacement est de 4 000 m
Une force de 736 N qui se déplace de 4 000 m ... quel travail ?

Posté par
Emye
re : [1S] Physique : Le cheval-vapeur (cv) 08-01-07 à 19:45

Je suis désoler mais je n'arrive pas a comprendre ce qui ne va pas

Posté par
Coll Moderateur
re : [1S] Physique : Le cheval-vapeur (cv) 08-01-07 à 19:48

Le travail W est égal au produit de la force par le déplacement
W = F.l = 736 * 4 000 = 2 944 000 joules (ou 2 944 000 J)

La puissance, quotient du travail par le temps mis pour réaliser ce travail
P = W / t = 2 944 000 / 3 600 = 818 W (ou 818 watts)

Posté par
Emye
re : [1S] Physique : Le cheval-vapeur (cv) 08-01-07 à 19:55



En fait, j'ai utilisée la formule sorti de mon cahier de maths sur le chapitre du produit scalaire, F.AB=1/2['F+AB)²-F²-AB²], car il n'y avait pas d'angle dans l'énoncé pour appliquer F.AB=F*AB*cos (x) ... mais j'ai compris

Posté par
J-P
re : [1S] Physique : Le cheval-vapeur (cv) 08-01-07 à 19:55

2)
Tu écris  W a->b (F)= F.AB  et puis tu fais n'importe quoi.

Tu as calculé F = 736 N et on a AB = 4000 m, alors W = 736 * 4000 = 2944000 J
-----
3)

Puissance = travail/temps = 2944000/3600 = 818 W
-----
4)
a)

P = F*v
P = 735.5  * 1,000 = 735,5 W
-----
...

Sauf distraction.  

Posté par
Emye
re : [1S] Physique : Le cheval-vapeur (cv) 08-01-07 à 21:28

En effet, je ne sais pas pourquoi j'ai voulu compliquée alors que c'est simple ....

Par contre, pour le 4) b) il faut réaliser une convertion?
De meme pour le c) mais 80 cv vaut quoi?

Merci encore

Posté par
Coll Moderateur
re : [1S] Physique : Le cheval-vapeur (cv) 09-01-07 à 07:52

Bonjour,

Soit une force d'intensité F qui travaille lors d'un déplacement (dans sa direction et son sens) de longueur L effectué pendant la durée t
Le travail est W = F * L
La vitesse de déplacement est v = L / t
La puissance mise en jeu est P = W / t
c'est-à-dire P = (F * L) / t
ce qui peut s'écrire aussi
P = F * (L / t)
c'est-à-dire P = F * v

Pour la question 4b) : on te demande de comparer la valeur de définition du cheval-vapeur que tu viens d'établir à la question 4a) (en watts) avec celle que tu as trouvée à la troisième question, celle que proposait Watt.

Tu connais maintenant la valeur définie du cheval-vapeur (question 4a) ; quelle est la puissance d'une petite automobile de 80 cv ?

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