Bonjour quand même...

Quelle est l'énergie cinétique de la voiture au moment où elle tombe en panne ?

Quand la voiture s'arrêtera, toute l'énergie cinétique aura été transformée en énergie potentielle. Quel est la dénivelée possible ?

Atteindra-t-elle ou non la station service ? Si oui, à quelle vitesse ?

Bonjour, j'ai le meme exercice et je bloque.
Pour l'énergie cinétique lorsqu'elle tombe en passe, la vitesse est elle bien de zéro ?

Bonjour,



Au moment où elle tombe en panne d'essence, l'énoncé dit que la voiture roule à 54 km.h^-1

Merci. Donc je trouve une énergie cinétique de 143 437,5 J car :
EC = 1/2m x v² or m = 1275 kg et v = 15 m/s .

Pour l'énergie potentielle je trouve une dénivelée de 11,475 m car :
Epp = Ec = 143 437,5 J or mg= P = 12 500 N
Donc z = 143 437,5 / 12500 = 11, 475 m

Est ce juste ?

Tout est juste.
Mais attention à ta conclusion.

Tu ne peux pas dire que tu trouves un dénivelé de 11, 48 m car l'énoncé dit que le dénivelé est de 10,2 m, donc moins que ce que tu trouves.

Qu'est-ce que cela signifie ?
Tu as calculé le dénivelé possible si toute l'énergie cinétique est transformée en énergie potentielle.

Mais, apparemment, toute l'énergie cinétique ne sera pas transformé en énergie potentielle puisqu'il n'y a pas 11,48 m à monter mais seulement 10,2 m

Qu'en dis-tu ? Relis bien la question...

Oui, je n'avais pas fini .

Cela veut dire qu'elle atteindra la station service ?

Je ne comprend pas trop ce que je dois trouver par rapport au fait que toute l'énergie n'est pas transformé ?

1) Oui, elle pourra atteindre la station service

2) Puisque toute l'énergie cinétique n'est pas transformée en énergie potentielle... il restera de l'énergie potentielle ! !
Donc elle atteindra la station service avec une "certaine vitesse" ; laquelle ?

D'accord. Donc le je recalcule l'énergie potentielle avec z = 1,275 m puis je trouve la vitesse avec l'énergie cinétique en disant que les Ec = Epp ?

Je crois qu'il y a plus direct (moins d'erreurs dues au report des résultats précédents).

Tu calcules combien d'énergie potentielle il faut pour monter 10,2 m

Tu soustrais cette énergie de l'énergie cinétique de départ. Il reste une certaine énergie cinétique dont tu déduis la vitesse.

Mais ta méthode conduisait aussi à la solution. Tu as donc bien compris.

J'ai fais avec ma méthode .
Je trouve une vitesse de 4,4 m/s .

Par contre j'ai une seconde question, On suppose maintenant que le travail des forces de frottement est égal au trois quart de celui du poids de la voiture . Répondre aux mêmes questions . Pourriez vous m'orienter ?

Je fais avec ma méthode :
énergie potentielle à acquérir : mgh = 12 500 10,2 = 127 500 J
il restera en arrivant sur le plateau de la station service :
E_c = 143 437,5 - 127 500 = 15 937,5 J

v² = 2 E_c / m = 2 15 937,5 / 1 275 = 25 (m.s^-1)²

v = 5 m.s^-1

Voilà ce que je voulais dire avec l'accumulation des erreurs...

oui d'accord je comprend.

Est ce que vous sauriez répondre à la deuxiéme partie de l'exercice ?

Comment exprimes-tu - littéralement - le travail du poids ?
Ce travail est donc augmenté de 75 % par les forces de frottement.

Dans cette deuxième question tu dois bien comprendre que l'énergie cinétique va maintenant se transformer non seulement en énergie potentielle (par le travail du poids) mais aussi en énergie calorifique (par le travail des forces de frottement).

De ce fait, il n'est plus du tout sûr que la voiture va pouvoir atteindre le niveau de la station service.

D'accord mais je vois pas ou l'inserer .
Le travail du poids : P = mg = 12500N
Donc le travail des forces de frottements : 12500 + 75*12500/100 = 21875 N

Mais je ne vois pas ou mettre ce chiffre ..
Je pars de la meme Ec de 143437,5 J puis dans la formule de l'Epp je remplace mg par 21875 ? Je trouve z oui je fais la meme chose qu'avant ?

La physique n'est pas une question de formules et de calculs mais d'abord une question de compréhension des phénomènes de la nature.
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Tu confonds le poids et le travail du poids.
On dit qu'une force travaille quand son point d'application se déplace (ou a une composante du déplacement dans la direction de cette force).

12 500 N c'est le poids
Ce n'est pas le travail du poids.

Ah oui pardon .
le travail de P = mg * AB or AB= 600m ou la dénivelée ?

Comme cet exercice est pour demain pourriez vous d'abord me dire si c'est bien cette formule et si ce que j'avais énoncé avant est juste (le moyen d'arriver au résultat) ?

Merci

Le poids est une force de direction verticale. Donc le travail du poids se comptabilise bien selon une verticale. En conséquence le plus simple est de considérer le dénivelé h

W_poids = m.g.h

Attention, pour cette question h est inconnu puisqu'on ne sait pas quel pourra être le dénivelé franchi par la voiture sur son élan.

Ok donc Wpoids = 12500h mais je ne comprend pas comment faire la suite..

Je n'ai strictement pas le temps de le faire à ta place.

D'accord pour le travail du poids (quelle est l'unité d'un travail ? )

Il est facile d'en déduire le travail des forces de frottement (il suffit de lire l'énoncé)

Je ne vous demandez pas de le faire à ma place
C'est en joules.
Aprés avoir les forces de frottements, je fais la meme chose que pour la question précédente ?
Je fais ca cette aprés midi j'espére que ce soir pour pouriez venir voir si c'est juste, sinon ce n'est pas grave .
Merci beaucoup !

Oui, le travail s'exprime en joules.

Tout comme l'énergie cinétique, l'énergie potentielle ou l'énergie mécanique...

Voilà qui devrait te permettre d'avancer dans la bonne direction !

Je vais essayer, merci .
Je posterai ma réponse ce soir

Je n'ai pas réussi ..
Je pense qu'il faudrait utiliser la formule :
W(AB) (F) = 1/2mvb² - 1/2mva²

Mais je n'ai pas h (qui apparait dans la somme des forces extérieures) et vb .
va = 54km/h mais vb nous devons le trouver .
Je me retrouve avec une équation avec 2 inconnues (h et vb) je suppose que c'est donc faux..

Hypothèse facile à faire après avoir fait la première question :

A la première question, sans frottement, la voiture parvient à la station service. Mais il ne lui reste plus beaucoup d'énergie cinétique.

A la deuxième question, les frottements sont assez importants. On peut faire l'hypothèse que la voiture ne parviendra pas à la station service. Si les calculs prouvent le contraire, on abandonnera l'hypothèse.

Si la voiture ne parvient pas à la station service, elle va s'arrêter sur la pente en montée. La vitesse d'une voiture qui s'arrête n'est pas une inconnue impossible à deviner. V = 0 km.h^-1 ou V = 0 m.s^-1 est une valeur qui convient parfaitement...

De ce fait le problème devient très simple :
. tu connais l'énergie cinétique de départ et de fin
. tu sais que les deux forces qui travaillent sont le poids et les frottements...

Oh merci beaucoup, ce qui m'a bloqué c'est cette vitesse d'arrivée , je me douté qu'elle n'arriverait pas à la station mais j'ai pas pensé à faire comme ca .
Ca devient tout simple !
Je modifie un peu mes calculs et je vous propose ma réponse qui j'espère sera juste

Alors voila :
je sais que W(h)P = 12500*h et que W(h)F = 12500h / 4 = 3125h
ensuite 1/2mvb² - 1/2mva² = 0 - 143 437,5

Alors h= 143 437,5 / 15625 = 9,18m de dénivelée .

Elle n'arrivera pas à la station, sa vitesse sera de 0m/s et elle sera à 1m de la station service .

Je prie pour que ce soit juste

La méthode est bonne, mais...

c'est bien au quart, j'ai mal recopié désolé .
Donc la distance d'arret sera de 59m car 600 - 541 = 59 m .

Très bien !

Ah voila enfin , je vous remercie beaucoup d'avoir pris du temps pour m'expliquer tout ca !

A bientot peut etre, merci !

Je t'en prie.
A une prochaine fois !

Bonjour !

J'ai le même problème !

Je bloque pour la dernière question .. Je ne suis pas sûre de bien comprendre la situation physique ..

W(P) =12500h J et W(F) =3125h
mais après je ne sais pas comment faire :/

j'espère que vous aurez le temps de m'aidez..



Merci

Bonjour,

Dans la résolution (complète) ci-dessus, le dénivelé possible avant l'arrêt de la voiture est noté h et non pas H

A la deuxième question, celle pour laquelle tu poses la question, la voiture n'atteint pas la station service mais s'arrête avant.

Tout est clairement expliqué ; mais il faut le prendre le temps de lire (difficile si l'on fait plusieurs exercices à la fois).

Merci

JE vous assure que j'ai lu ..

Pour calculer la variation de l'énergie cinétique.

Et ensuite appliquer le théorème de la variation de l'énergie cinétique.

On veut savoir si la voiture atteindra la station service avec les frottements .


Si la variation de l'énergie cinétique était positive, la voiture atteindrait la station ?

(1/2)mvb² correspond au moment où la voiture est à la station, donc avec une vitesse nulle ?

Si la variation d'énergie cinétique était positive cela signifierait que la voiture accélère ; ce qui, évidemment, ne peut pas être le cas.

Peux-tu recopier le théorème de l'énergie cinétique qui est dans ton cours (pas la formule, mais le texte) ?

Oui ! Alors

L'énergie cinétique d'un solide en translation soumis à une force résultante F, varie d'une quantité Ec =Ec(B)-Ec(A) qui s'identifie au travail de F au cours du déplacement.

Autre formulation :

La variation d'énergie cinétique d'un solide entre deux instants est égale à la somme algébrique des travaux des forces extérieures appliquées à ce solide pendant cet intervalle de temps.

Quelles sont ici les forces appliquées à la voiture (nous sommes dans la deuxième question) ?
Quelles sont les expressions littérales des travaux de ces forces ?

IL y a le poids de la voiture ainsi que les forces de frottements !

W(P) = m.g.z
W(P) =1250.10.h
W(P) =12500.h

On ne sait pas encore où la voiture va s'arrêter,on ne connait donc pas z

W(F) = (1/4)*W(P)
W(F) =(1/4).12500.h
W(F) =3125h

Oui ; à noter que ces deux travaux sont négatifs selon les conventions habituelles.

La voiture monte encore un peu : or le poids est une force dirigée vers le bas ; donc le travail du poids est résistant et doit être compté négativement.

De même les forces de frottement s'opposent au mouvement et leur travail doit aussi être compté négativement.

Il suffit maintenant d'appliquer le théorème de l'énergie cinétique :

la somme des travaux des forces extérieures appliquées : (- 12 500 h) + (- 3 125 h) = - 15 625 h (en joules)

est égale à la variation d'énergie cinétique : - 143 437,5 (en joules)

ce qui permet de connaître le dénivelé h

et, connaissant le dévnivelé h, on en déduit la distance parcourue sur la route.

Merci Coll !

C'est beaucoup plus clair maintenant !!

La variation d'énergie cinétique correspond à l'énergie cinétique finale moins l'énergie cinétique initiale.

Si toute l'énergie cinétique est convertie en énergie potentielle de pesanteur, cela signifie qu'il n'y a plus d'énergie cinétique finale, donc qu'à ce moment la vitesse est nulle.