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energie cinétique

Posté par
htan42 08-03-20 à 05:22

Bonjour j'ai besoin d'aide pour cette exercice de Physique

Énoncé : "Un véhicule est en mouvement sur une route horizontale et rectiligne à la vitesse de v = 80km/h, sa masse m = 1000 kg
Sous l'action exclusive de son système de freinage, le véhicule s'arrête après avoir parcouru une distance AB = 50m"

Questions : "
- 1. Identifier les forces  F1, F2 et F3 représentée sur le schéma ci dessus
- 2. Donner l'expression du travail de ces forces, considérées constantes lors du freinage entre A et B
- 3. Par application du théorème de l'énergie cinétique, calculer la valeur de la force responsable du freinage

Mes Réponses :

1. F1 c'est la force du poids exercée par la Terre, F2 la force de la réaction normale exercée par la route et F3 la force de frottement(?)
2.  ?
3. ???

energie cinétique

Posté par
diracre : energie cinétique 08-03-20 à 05:33

Hello

F3 est la résultante des force exercée par le système de freinage.

2/ Quelle est, dans ton cours,  la définition du travail d'une force constante?

3/ Quelle est, dans ton cours, la formulation du théorème de l'énergie cinétique?

Une fois ces 2 rappels faits, il sera plus facile de t'aider en utilisant un formalisme auquel tu es sensé(e) être habitué(e)

Posté par
htan42re : energie cinétique 08-03-20 à 05:41

Merci
Donc F3 n'est pas le frottement mais la résultante du système de freinage, ok

2/ WAB​(F)=F⋅AB=F⋅AB⋅cos(α)

3/ ΔEc​(A→B)=Ec​(B)−Ec​(A)=∑WAB​(F)

Posté par
diracre : energie cinétique 08-03-20 à 06:18

Bon

Parfait, sachant que le point M "circule" de A à B le long du segment [AB] que vaut l'angle dans les 3 cas des forces F1, F2 et F3

Posté par
htan42re : energie cinétique 08-03-20 à 06:44

90° pour F1 90° pour F2 et 0° pour F3
donc
WAB​(F1)=F⋅AB=F⋅50⋅cos(90)
WAB​(F2)=F⋅AB=F⋅50⋅cos(90)
et WAB​(F3)=F⋅AB=F⋅50⋅cos(0)=0
c'est ça ?
  

Posté par
htan42re : energie cinétique 08-03-20 à 07:15

et pour la 3/

ΔEc​(A→B)=Ec​(B)−Ec​(A)=∑WAB​(F) = WAB(F1) + WAB(F2) + WAB(F3)
= 1000 x 9.81 x 50 x 0 + F x 50 x 0 + F3 x 50 x 1
= F3 x 50

EC(B) -- EC(A) = 1/2.m.v² - 1/2.m.v² = 0, vu que la vitesse et la masse reste parreil

donc F3 x 50 = 0          
F3 = 0

c'est juste ?

Posté par
diracre : energie cinétique 08-03-20 à 07:58



cos(90°) = 0 !

Donc WAB(F1) = 0, idem pour F2, le poids et la réaction de la route sont perpendiculaires à la trajectoire et ne travaillent pas, il ne font pq varier l'énergie cinétique du véhicule

cos(0°) = +1 (et le +1 devrait allumer un autre voyant rouge) on y reviendra dans une seconde

Quand on écrit " WAB​(F)=F⋅AB=F⋅AB⋅cos(α) " on n'est pas suffisamment précis. Il faudrait écrire:

W_{A\rightarrow B}(\vec{F}) = F.AB.cos(\widehat{\vec{F},\vec{AB}})

Et ici \widehat{\vec{F_3},\vec{AB}} = 180 °    et non pas 0

Et donc cos(\widehat{\vec{F_3},\vec{AB}}) = -1

Et le -1 est "rassurant". En effet, le théorème de l'énergie cinétique, tu l'as rappelé conduit à:

\Delta Ec_{A\rightarrow B} = W_{A\rightarrow B}(\vec{F}_1) + W_{A\rightarrow B}(\vec{F}_2) + W_{A\rightarrow B}(\vec{F}_3)

Donc \Delta Ec_{A\rightarrow B} = -1 \times AB.F_3

Il est heureux que la variation d'énergie cinétique soit négative: elle traduit bien le fait que la vitesse du véhicule diminue (l'énergie cinétique étant proportionnelle au carré de la vitesse).

A toi pour la suite et la conclusion?

Posté par
htan42re : energie cinétique 08-03-20 à 13:40

Ducoup

La vitesse en B est nulle car la voiture freine, donc Ec(B) = 0 J

On applique le théorème de l'énergie cinétique entre A et B :
ΔEc​(A→B)  = Ec(B) - Ec(A) = -1 x AB.F3
Ec (A)= 1/2 m.v² = 1/2 x 50 x 80² =  160 000 J
Soit -Ec(A) = -F x AB
Donc F = Ec(A) / AB  Soit F = 160 000 / 50 = 3200 N

Posté par
diracre : energie cinétique 08-03-20 à 17:50

Euh ... presque, tu te mélanges les pinceaux dans les valeurs numériques et les unités de mesure

\Delta Ec_{A\rightarrow B} = -\frac{1}{2}mv_A^2= - AB.F_3

donc   F_3 = \frac{mv_A^2}{2AB}

Soit numériquement F_3 = \frac{1000 \times (\frac{80\times 1000}{3600})^2}{2\times 50}=...

Posté par
htan42re : energie cinétique 08-03-20 à 18:08

D'accord j'ai compris, merci pour beaucoup pour votre aide !

Posté par
diracre : energie cinétique 08-03-20 à 18:15

Et donc, F3 = ???

Posté par
htan42re : energie cinétique 08-03-20 à 18:23

En faisant le calcul F3 = 4938 N ducoup
mais je comprend pas pourquoi va = (80x1000)/3600

Posté par
diracre : energie cinétique 08-03-20 à 19:26

Citation :
mais je comprend pas pourquoi va = (80x1000)/3600


C'est bien parce que je m'en doutais un peu que je t'ai demandé de mener le calcul jusqu'au bout

Quand on a  F_3 = \frac{mv_A^2}{2AB}

Pour pouvoir exprimer F3 en Newton ... il faut prendre soi d'exprimer les:

- masses en kg
- distances en m
- vitesses en m/s

il faut donc convertir 80 km/h en mètres par seconde d'où le 80 x 1000 / 3600


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