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calcule de la force motrice et travail
bonsoir voici un enonce que je comprends pas bien
un cycliste,avec sa machine pese 80 KG, en partant du repos, sur une route horizontale, il atteind une vitesse de 18km/h. les frotement supposés independant de la vitesse equivalent a une force 5N.
1 calculer la force motrice developée par le cycliste
2 calculer le travail accompli par le cycliste pendant cette periode de demarrage ainsi que la puissance moyenne developée par le cycliste
3 sur la meme route horizontale, le cycliste ayant atteind la vitesse de 18km/h, roule en roue libre. quelle est la distance qu'il pourra parcourir, dans ces conditions, sans arrets ? on donne g=10 u .SI
voici ce que jai fait:
d'abord je dis que le cycliste est soumis a son poid (P),a la reaction de la route (R),a la force de frottement (f) et a la force motrice (F)
1 j'applique le theoreme de l'energie cinetique(TEC) je bloque du fait que je ne connais la distance . mais jaurai voulu poser P+F+f+R=0 ( en vecteur) et projecter cette relation sur les axes mais il n'a pas ete specifier que la route est rectiligne uniforme ou que la vitesse est constante et d'ailleur qu'on quitte du repos(Vi=0) pour atteindre Vf=18km/h. SVP COMMENT FAIRE ALORS POUR DETERMINER F ?
2 ici je sais que W=F*d j'aurai deja la valeur de F ici mais je ne connais pas d(distance)
de plus on sait que P=W/t comment trouver le temps t ?
3 "roule en roue libre" je pense que ca veut dire qu'il n'ya plus de frottement !
et si c'est ca j'appliquerai le TEC entre l'instant de repos ou de demarrage a l'instant de V=18km/h et tire la distance puisque F(force motrice ne changera plus)
svp aider moi
Attention à l'écriture des symboles d'unité, celle-ci est normalisée.
On ne peut pas écrire "KG" mais OBLIGATOIREMENT "kg"
Ceci dit, l'énoncé est incomplet, il manque une donnée numérique pour pouvoir répondre numériquement aux 2 premières questions.
La donnée manquante peut être : soit la durée delta t de la prise de vitesse.démarrage", soit la distance parcourue pendant dette durée.
On peut cependant résoudre le problème de manière littérale ...
1)
Soit d la distance parcourue à l'instant t (t = 0 au moment de démarrage) et v la vitesse au même instant.
Soit F (en N )la force motrice.
La résultante des force sur le mobile est : (F - 5) , on a donc
F - 5 = m * a (avec a l'accélération)
F-5 = 80 * a
a = (F-5)/80
Le mouvement est (pendant cette phase) un MRUA et on a donc :
d = at²/2
v = a.t
d = (F-5)/80 * t²/2
v = (F-5)/80 * t
lorsque v = 18 km/h, soit 18/3,6 = 5 m/s, on a :
d = (F-5)/80 * (Delta t)²/2
5 = (F-5)/80 * (Delta t)
d = 5 * (Delta t)/2
d = 2,5 * delta t
delta t = d/2,5
Et donc : d = (F-5)/80 * (d/2,5)²/2
d = (F-5)/80 * d²/12,5
d = (F-5) * d²/1000
1 = (F-5) * d/1000
F = 5 + 1000/d
ou si on préfère : F = 5 + 1000/(2,5 delta t)
F = 5 + 400/(delta t)
-----
2)
W = F * d
W = (5 + 1000/d)*d
W = 1000 + 5d
Ou si on préfère :
W = 1000 + 5 * 2,5 * (delta t)
W = 1000 + 12,5 * (delta t)
P = W/delta t
P = 1000/(Delta t) + 12,5
ou si on préfère :
P = 1000/(d/2,5) + 12,5
P = 12,5 + 2500/d
-----
Si on connaît d, on utilisera les formules en rouge.
Si on connaît delta t, on utilisera les formules en vert.
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3)
Roue libre implique F = 0 et f = 5 N (frottement)
--> a = -5/80 = -1/16 m/s² (décélération)
v = vo - 1/16 * delta t1 (delta t1 , durée de ralentissement)
0 = 18/3,6 - 1/16 delta t1
delta t1 = 18*16/3,6 = 80 s
Et distance parcourue pendant ce ralentissement : d = Vo/2 * delta t1 = 18/(3,6*2) * 80 = 200 m
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Sauf distraction. (rien vérifié) 
Merci pour toutes vos remarques moi je suis en classe de première et on parle pas de l'accélération a ce niveau c'est dans les documents de terminale de mes grands que je rencontre ça. Supposons que j'ai la distance comment vais je trouver le temps t ? Je pense qu'avec ça je comprends tout l'exercice parceque avec la distance la partie qui me de passerai sera le calcul de la puissance moyenne qui est P=W/t SVP apporter moi une retouche a ce niveau
Bonjour ,
J'ai cherché un peu ;
Je me demande s' il n'y a pas une solution en utilisant E cin pour la période étudiée .
Même J-P ne l'utilise pas . Donc , je n'insiste pas .
Pour la période étudié j'ai utilisé belle et bien la variation de l'énergie cinétique et ça passe si on na la distance d mais mon problème maintenant c'est comment faire calculer P=W/t
Pour la période étudié j'ai utilisé belle et bien la variation de l'énergie cinétique et ça passe si on na la distance d mais mon problème maintenant c'est comment faire calculer P=W/t
Autre approche :
En connaissant la distance d (depuis départ jusqu'à l'instant où on atteint 18 km/h (5 m/s)
Energie cinétique en fin d'accélération : Ec = 1/2 . m . v² = 1/2 * 80 * 5² = 1000 J
Travail de la force de frottement W1 = -5 * d
Travail de la force motrice : W = F * d
Et avec : Travail de la force motrice + Travail de la force de frottement = Energie cinétique --->
F * d - 5 * d = 1000
F = (1000 + 5d)/d
F = 1000/d + 5
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W = F * d
W = 1000 + 5d (Travail de la force motrice)
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Difficile de se passer du F' = m .a (relation fondamentale de la dynamique) pour poursuivre. (avec F' = F-f = F - 5)
F - 5 = m.a
1000/d = 80 * a
a = 12,5/d
v = a.delta t
18/3,6 = 12,5/d * delta t
5 = (12,5/d) * delta t
delta t = 5/(12,5/d) = 0,4.d
P = W/t = (1000 + 5d)/(0,4.d)
P = 12,5 + 2500/d
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Sauf distraction.
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