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Energies

Posté par
sophiee13
09-03-11 à 13:19

Bonjour tout le monde ! J'ai quelques exercices à faire, et je voudrais savoir quelle démarche adopter face à un exercice !
Il faut que je calcule l'augmentation d'énergie thermique du système {cycliste + vélo + environnement} dues aux forces de frottements durant la descente, sachant que dans l'énoncé nous savons que le c'est un cycliste descendant en roue libre une route plane de longueur L=1.0km à la vitesse constante de v=50km/h. La masse du cylciste et de son vélo est de m=80kg.
Merci d'avance de votre aide

Posté par
Coll Moderateur
re : Energies 10-03-11 à 07:57

Bonjour,

Quel est l'angle entre le plan de la route et l'horizontale ? (ou encore, quel est le dénivelé, différence d'altitude entre les deux extrémités de la route ? )

Posté par
sophiee13
re : Energies 10-03-11 à 12:50

Ha oui désolé j'ai oublié de le préciser ! Alors la pente est de 6% !!

Posté par
Coll Moderateur
re : Energies 10-03-11 à 13:02

Quand le cycliste a parcouru L = 1,0 km sur la route, de combien de mètres est-il descendu (quelle a été la diminution de son altitude) ?

Posté par
sophiee13
re : Energies 10-03-11 à 13:54

Sur 100 m le cycliste a parcouru 6 m donc pour 1 km le cycliste a parcouru 60 m !

Posté par
Coll Moderateur
re : Energies 10-03-11 à 15:01

Pour 100 m parcourus, la perte d'altitude est de 6 m
Pour 1 km parcouru, la parte d'altitude est de 60 m

(Question à réponse évidente) Sachant que la vitesse est constante, quelle est la variation d'énergie cinétique de ce système (cycliste + vélo) ?

Il te reste à considérer quelles sont les forces en jeu et à appliquer le théorème de l'énergie cinétique.

Posté par
sophiee13
re : Energies 10-03-11 à 17:30

Alors j'applique le théorème de l'énergie cinétique entre A et B sur le système (cycliste+vélo) on a :
1/2mVb²-1/2mVa² = Wab(P) + Wab(F) (La force de réaction du sol est perpendiculaire au mouvement donc nulle)
1/2mVb²-1/2mVa²-0 = mgh + Wab(F) ( "-0" Car au départ la vitesse est nulle )
1/2mvB²-1/2mVa²-mgh = Wab(F)
1/2 x 80 x 50² - 80 x 9.8 x 60 = Wab(F)
Wab(F) = 52960 J = 5.3x10^4 J
Donc l'augmentation de l'énergie thermique du système dues aux frottements est de 5.3x10^4 J ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Energies 10-03-11 à 17:35

Je n'interprète pas l'énoncé comme toi.

Tu écris qu'au départ la vitesse est nulle.
Je lis :

Citation :
un cycliste descendant en roue libre une route plane de longueur L=1.0km à la vitesse constante de v=50km/h


Tu corriges ce point et ton résultat sera correct selon moi, car ta méthode est bonne.

Posté par
sophiee13
re : Energies 10-03-11 à 17:40

Ha oui effectivement !!
Donc
1/2 x 80 x 50² - 1/2 x 80 x 50² = Wab(P) + Wab(F)
-mgh = Wab(F)
- 80 x 9.8 x 60 = Wab(F)
Wab(F) = -47040 J = -4.7x10^4 J !

Posté par
Coll Moderateur
re : Energies 10-03-11 à 17:44

Nous sommes d'accord !

Posté par
sophiee13
re : Energies 10-03-11 à 17:52

Merci beaucoup de votre aide !
Donc si on me demande de calculer l'énergie thermique du système il faut que j'utilise le théorème de l'énergie cintétique ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Energies 10-03-11 à 18:02

Pour cet exercice-ci, le théorème de l'énergie cinétique permet de connaître facilement le travail des forces de frottement. Cette énergie prend la forme d'énergie thermique : les freins du vélo chauffent et en se refroidissant échauffent l'air ambiant.



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