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energies

Posté par
Zamata
05-01-19 à 12:07

Bonjour j'aurais besoin d'aide pour faire mon exercice de physique, je ne comprends pas grand chose ?


La suspension d'un véhicule est constituée d'un ressort et d'un amortisseur au niveau de chaque roue (fig. 1). G est le centre d'inertie du véhicule. Lorsqu'on écarte verticalement le véhicule de sa position d'équilibre G0 et qu'on le lâche, il oscille autour de cette position. L'amplitude des oscillations décroît suivant le degré d'amortissement de l suspension.
On repère l'ordonnée y de G sur un axe (Oy) orienté vers le haut. Le véhicule est équivalent à un oscillateur de masse m = 1.5t et de de constante de raideur k =6.0*105 N.m-1.
La force qui modélise les frottements exercés sur la masse m est vecteur F = -lambda *vy*vecteur j avec vy la composante verticale de la vitesse de G par rapport  l'axe de la roue et lambda coefficient d'amortissement.
La figure 2 présente 3 courbes y=f(t) pour trois véhicules dont seules les valeurs du coefficient d'amortissement lambda sont différentes.

Données : énergie potentielle élastique d'un ressort : Epe(XG)= 1/2*k*X²G, avec k, constante de raideur en N.m-1 ; XG', élongation en m ; Epe en J.


1. Expliquer pourquoi les courbes 1 et 3 correspondent respectivement aux coefficients lambda 1 et lambda 3.
2.a) Quelle courbe correspond à un mouvement pseudo-périodique ?
b) Définir la pseudo-période T et la déterminer graphiquement.
3. Le régime critique est le meilleur pour le confort et la sécurité des passagers. Il permet en effet un retour rapide du véhicule vers sa position d'équilibre, sans oscillation. Quelle valeur du coefficient d'amortissement convient le mieux parmi les trois valeurs proposées ?
4.a) Donner l'expression littérale de l'énergie mécanique du ressort et calculer sa valeur à l'instant t=0 s.
b) Quelle particularité présente t-elle lors de la vibration du véhicule ? Justifier.
5.a) Quels sont les sens respectifs de variation des énergies cinétique et potentielle du système lors des premiers instants d'une vibration ?
b) De quoi résulte la pseudo-périodicité du mouvement du véhicule autour de sa position d'équilibre ?


Je n'arrive même pas la première question, je ne comprends pas ce chapitre ?.
Merci d'avance pour votre aide
Zamata

***Relis la FAQ pour savoir comment poster les courbes fournies par l'énoncé***

Posté par
Zamata
re : energies 06-01-19 à 14:34

Voici la figure

energies

***Image recadrée***

Posté par
krinn Correcteur
re : energies 06-01-19 à 15:04

Bonjour
Tu as dû apprendre que pour un amortissement faible(donc ici petit) le mouvement est pseudo-periodique et que si l'amortissement est fort le mouvement est aperodique et à la limite entre les deux régimes se trouve le régime critique

Ici la courbe 2 est le régime critique et comme 3 > 1 on a bien 1 qui correspond a la courbe 1 (psedo périodique)) et 3 a la courbe 3 (aperodique)

Posté par
Zamata
re : energies 06-01-19 à 15:19

Pour les régimes pseudo périodique et aperiodique j'ai bien compris. En revanche je n'ai jamais vu le régime critique. Comment le reconnaît on ?

Posté par
krinn Correcteur
re : energies 06-01-19 à 15:56

C'est le régime apériodique donc le facteur d'amortissement est minimal
C'est aussi celui où le retour a l'équilibre est le plus rapide
Donc
Régime pseudo périodique : <critique
Régime critique : = crituque

Régime apériodique: > critique

Ici 2 doit correspondre au regime critique

Posté par
Zamata
re : energies 06-01-19 à 16:10

D'accord donc j'ai essayé d'avancer un peu  
Pour la question 2a j'ai trouvé que c'était la courbe 1
2b) une pseudo période T est la durée d'une oscillation.
0.48-0.15 = 0.33s
3) c'est lambda 2 car le mouvement est constant. De plus il est supérieur au mouvement pseudo périodique et inférieur au mouvement aperiodique

4a) Ec = 1/2 * m * v2  
Epe = 1/2*k*x2G
Donc Em = Ec + Epp
Em = 1/2*1500×v2 + 1/2× 6.105×x2

Et la par contre je ne sais pas par quoi remplacer v et x ?
Pour x peut être 0.09 ? Mais je ne suis pas sûre du tout

Posté par
krinn Correcteur
re : energies 06-01-19 à 17:13

2a)oui
2b) oui
3) c'est 2 car lacourbeC2 est celle qui retourne le plus vite a l'état d'équilibre (y=o)
4) ici XG = y
V=vy

Posté par
Zamata
re : energies 06-01-19 à 17:18

Donc XG = 0.09 ?
Par contre vy je ne vois pas ... il faut le calculer ?

Posté par
krinn Correcteur
re : energies 06-01-19 à 17:22

A t= 0 , y 9 cm , oui ( a mesurer precisement)

C'est dans l'énoncé :
A t=o on lâche le véhicule donc vy=...

Posté par
Zamata
re : energies 06-01-19 à 17:38

O ?

Posté par
krinn Correcteur
re : energies 06-01-19 à 18:07

Oui vitesse initiale nulle

Posté par
Zamata
re : energies 06-01-19 à 18:23

D'accord merci donc ça fait
Em = 1/2 *1500*0 + 1/2 *6*105* 0.09
= 27000 J

Posté par
Zamata
re : energies 06-01-19 à 18:24

Pour la 5a j'ai juste trouve que Ec était croissant et Epe décroissant
Je suppose que ce n'est pas ça ...

Posté par
krinn Correcteur
re : energies 06-01-19 à 18:29

5a) c'est ça, Ec croit, Ep decroit (du moins au début)

Posté par
Zamata
re : energies 06-01-19 à 18:34

Et du coup la b je ne comprends pas

Posté par
krinn Correcteur
re : energies 06-01-19 à 18:39

Il y a amortissement donc dissipation d'énergie (par frottement)
Em diminue en fct du temps et tend vers 0

Posté par
Zamata
re : energies 06-01-19 à 18:48

Ah d'accord merci beaucoup pour votre aide !
Bonne soirée



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