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Couple, Travail et Energie cinétique

Posté par
Val57
06-02-13 à 17:14

Bonjour, j'ai un exo de physique basé sur l'energie cinétique, je galère un peu..

Enoncé:

Une voiture de masse m=1.05 tonne roule à une vitesse v= 54km/h lorsqu'elle tombe en panne de carburant à 600 mètres d'une station service. On aimerait savoir si elle peut atteindre cette station.
La route monte régulièrement et un dénivelé de 10 mètres sépare la voiture de la pompe à essence.
On néglige les forces de frottements, si bien que le véhicule n'est soumis qu'à deux forces: son poids et la réaction à la route.
On considère que la panne apparait lorsque le véhicule est à un point noté A et que la voiture peut atteindre un point noté B tel que AB=d et qu'en B sa vitesse sera nulle.

1) Quelle est la valeur de l'énergie cinétique Eca du véhicule au point A ?
2) Donnez la valeur de l'énergie cinétique Ecb du véhicule au point B ?
3) Montrez que le travail du poids sur le trajet AB est : Wp= -m.g.sin alpha (on rappelle qu'en trigonométrie cos (90+alpha)=-sin alpha)
4) Pourquoi peut-on dire que Wr=0 ?
5) Montrer que sin alpha=1/60
6) A l'aide des questions précédentes, montrer que la voiture peut atteindre la station essence (pour celà, calculer d et monter que d est >600 mètres)

On aimerait maintenant savoir à quelle vitesse vs elle arrive à cette station.

7) Montrez qu'au niveau de la station, donc lorsque la voiture a parcouru 600 mètres, Wp=-1,05.10^5 J
8) Donnez l'expression littérale de l'énergie cinétique Ecs du véhicule au niveau de la station ?
9) Déduisez-en que le véhicule arrive au niveau de la station essence avec une vitesse de 18km/h.

Réponses:

1) Eca=1/2 mv² donc Eca=(1/2)*1050*15²=118 125J
2) Ecb=(1/2)*1050*0²=0J

On sait que 0-1/2 mv²=Wp=-m.g.d.sin alpha
5) sin alpha=1/60 car sin= coté opposé/hypothénuse=h/d=10/600=1/60

Voilà mes réponses pour le moment, j'ai vraiment besoin d'un coup de main. Merci d'avance.

Posté par
Coll Moderateur
re : Couple, Travail et Energie cinétique 07-02-13 à 08:05

Bonjour,

C'est bien commencé et tu as fait l'effort de chercher un peu et de poster tes premières réponses.

D'accord pour les réponses aux questions 1,2 et 5

L'énoncé est mal recopié pour la question 3
Il faut montrer que le travail WP du poids \vec{P} sur le trajet AB de longueur d, sachant que ce trajet est en montée et que l'angle entre la route et l'horizontale est vaut :

WP = - m.g.d.sin()

À la question 4, si on note \vec{R} la force de réaction normale de la route, il faut dire pourquoi son travail WR sur le même trajet est nul.

Posté par
Val57
re : Couple, Travail et Energie cinétique 07-02-13 à 20:11

Bonsoir Coll,

3) Cela donnerait:
-1050*9,81*600*1/60=-103211,01
D'apres votre formule.

4) pas vraiment d'idée.. Wr=0 car cos alpha=0 ?

Merci de m'avoir répondu.

Posté par
Coll Moderateur
re : Couple, Travail et Energie cinétique 07-02-13 à 20:15

Question 3

On ne te demande pas de calculer la valeur du travail du poids.
On te demande de justifier la relation donnée par l'énoncé (et que j'ai corrigée)

Question 4

Oui, une force dont le point d'application se déplace perpendiculairement à sa direction ne travaille pas.

Posté par
Val57
re : Couple, Travail et Energie cinétique 09-02-13 à 16:44

Ok merci beaucoup Coll, c'est sympa.

Posté par
Coll Moderateur
re : Couple, Travail et Energie cinétique 09-02-13 à 17:19

Question 3
Peux-tu justifier la relation de l'énoncé ?
Je vois trois manières de le faire.
Tu en donnes une et je te donne les deux autres...



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