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Exercice : Freins à disques - Physique TS
Bonjour,
Je n'arrive pas à faire la question 2. de cet exercice, c'est le chapitre sur les bilans d'énergies. J'ai pas trouvé la réponse à la question 1.b. non plus...
"Une automobile, de masse M = 1020kg, roule sur une route horizontale à la vitesse v = 70km/h. Elle est équipée d'un système de 4 freins à disque identiques, que l'on peut assimiler à 4 cylindres creux en acier, de diamètre intérieur D1 = 80mm, de diamètre extérieur D2 = 280mm, et d'épaisseur H = 10mm. On supposera que lorsque le véhicule freine, la totalité de l'énergie cinétique du véhicule est absorbée par les disques, dont la température s'élève alors.
1. Le bilan énergétique, dans le cas d'un système qui n'est pas au repos, peut se mettre sous la forme ΔU + ΔEc = W + Q, où ΔEc est la variation d'énergie cinétique.
a. Sous quelle forme l'énergie cinétique de la voiture est-elle convertie dans les disques ?
b. Qu'est-ce que cela impose quant à la chaleur et au travail échangés par les freins à disques ?
2. Déterminer l'élévation de ma température T des disques lors d'un freinage conduisant à l'arret d'urgence de la voiture?.
Données : Capacité thermique massique et masse volumique de l'acier des disques : c=446 J.kg.K ; ρ= 8,02.10^3 kg.m^3 "
Merci beaucoup d'avance !
Bonjour,
La question 1)b me parait un peu floue, je sais pas trop ce que ton prof attend comme réponse...
Question 2)
Tu commence par calculer l'énergie cinétique de ta voiture : Ec=1/2*m*v^2 (Attention aux unités)
Pour réussir à s'arreter toute cette energie doit etre convertie.
On suppose ici que toute l'énergie est absorbée par les freins et que toute cette énergie est convertie en chaleur.
Donc chaque frein se prend Ec/4 Joule
Maintenant il faut déterminer l'écart de température. Cet écart de temperature est unique pour chaque materiau, il faudra utiliser le coeff donné. Je suppose que tu t'es planté en recopiant l'unité de ce coeff (J.kg.-1K-1)
En observant l'unité tu déduit que une masse de 1 kg subissant 1J augmentera sa temperature de 1/c Kelvin
Chaque frein a un volume de (280-80) *10-3 * 10*10-3 m3
Chaque frein aura donc une masse : m=V*
L'écart de température sera donc de : E/c*m = Ec/4*c*m
Bonjour,
La question 1)b me parait un peu floue, je sais pas trop ce que ton prof attend comme réponse...
Question 2)
Tu commence par calculer l'énergie cinétique de ta voiture : Ec=1/2*m*v^2 (Attention aux unités)
Pour réussir à s'arreter toute cette energie doit etre convertie.
On suppose ici que toute l'énergie est absorbée par les freins et que toute cette énergie est convertie en chaleur.
Donc chaque frein se prend Ec/4 Joule
Maintenant il faut déterminer l'écart de température. Cet écart de temperature est unique pour chaque materiau, il faudra utiliser le coeff donné. Je suppose que tu t'es planté en recopiant l'unité de ce coeff (J.kg.-1K-1)
En observant l'unité tu déduit que une masse de 1 kg subissant 1J augmentera sa temperature de 1/c Kelvin
Chaque frein a un volume de (280-80) *10-3 * 10*10-3 m3
Chaque frein aura donc une masse : m=V*
L'écart de température sera donc de : E/c*m = Ec/4*c*m
A corriger.
Wow oui bien sur !
V=(Diametre/2)2*
*h
= [(200*10-3)/2]2**10*10-3
Désolé pour l'inatention, Merci J-P !
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