Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau première
Partager :

Exercice mécanique

Posté par
kamkiki
26-02-11 à 15:23

Bonjour,
Je suis en 1ère S, J'ai rencontré quelques difficultés avec un exercice de physique. Voici l'énoncé:

Crée à la fin du XIXème siècle, ce sport est reconnu comme une discipline sportive à part entière en 1923, et inscrit au programme des 1ers JO d'hiver en 1924. L'équipage du bobsleigh à 4 comprend le pilote, le freineur, et 2 coéquipiers. Au départ, tout l’équipage pousse le bob sur environ 50 mètres (la vitesse peut atteindre près de 40 km/h), avant de prendre place dans l’habitacle.
La piste, d'une longueur de 1.435 m, possède un dénivelé de 114 m et 19 virages (11 à gauche et 8 à droite).
La vitesse maximum pouvant être atteinte est d'environ 130 km/h. Compte tenu de son niveau technique, la piste a été conçue selon des critères de sécurité très élevés.
En bob à 4, la masse maximale de l’équipage est 630 kg.
Pour simplifier, on supposera qu’un des équipiers (le freineur) est toujours installé dans le bobsleigh et que les 3 pousseurs s’installent instantanément dans le bobsleigh après la phase de poussée.

1/ Sur chaque étape du parcours, Définir le système et sa masse, représenter les forces subies par le système. (Un rectangle suffira à le modéliser).

2/ Pendant la phase de poussée, en supposant l’absence de frottement, que vaut la force exercée par les pousseurs sur le bobsleigh ? Que peut-on dire de cette force en réalité ?

2bis/ Donner l’expression littérale de la vitesse en fin de poussée (en l’absence de frottement). Comment augmenter cette vitesse ?

3/ Pendant la phase de descente, on suppose toujours l’absence de frottements. Cette hypothèse est-elle compatible avec la vitesse maximum pouvant être atteinte par le bobsleigh ?

4/ Calculer le travail des forces de frottement au cours de la descente, sachant qu’à l’arrivée, la vitesse du bobsleigh est 99 km/h ? Ces forces sont-elles constantes le long de la descente ?

4bis/ Donner l’expression littérale de la vitesse en fin de descente (en présence de frottements). Comment augmenter cette vitesse ?

5/ Passée la ligne d’arrivée, la piste présente une légère montée en ligne droite propice au freinage. Le bobsleigh s’arrête sur une distance de 165m. Calculer la valeur des forces de frottement.

6/ Quelle est la puissance des pousseurs sachant que cette poussée dure 6,17s ?

Données : masse du freineur mf=85,0 kg / masse d’un pousseur : mp=95,5kg / masse du bobsleigh : mb=150kg.
g=9,81 N.kg-1 /

Caractéristiques de la piste :

alt départ: 1.683 m
alt arrivée: 1.569 m
dénivelé: 114 m
longueur: 1.435 m
virages: 19
freinage: 200m inclinée à 3%

J'ai répondu à la première question : 1ere étape: système: Bobsleigh + freineur masse: 185+150=235kg Bilan des forces: P(poids),Rn(réaction du support), f (frottement), F(force exercée par les pousseurs)
2ème étape: système: Bobsleigh + freineur + 3 pousseurs masse: 150+85+3x95.5=521,5 Bilan des forces: P(poids),Rn(réaction du support), f(frottement)

Je n'arrive pas à répondre à la 2ème question, ce qui me bloque pour la suite du devoir. Je n'arrive pas à calculer la force à partir des données fournies par l'énoncé.

Merci de m'aider et de m'accorder du temps

Edit Coll : forum modifié ; merci de poster dans ton niveau la prochaine fois !

Posté par
Marc35
re : Exercice mécanique 26-02-11 à 18:16

Bonjour,
Pas très clair... Mais si j'ai bien compris, on atteint 40 km/h au bout de 50 mètres, le théorème de l'énergie cinétique devrait régler la question...

Posté par
Carl07
re : Exercice mécanique 26-02-11 à 20:11

1. C9H8O4 + H2O = C9H7O4
-
+ H3O
+
2. l'eau est amphotère :
H2O = HO
-
et H
+
(comportement d'un acide)
H2O + H
+
= H3O
+
comportement d'une base.
3. HCO3
-
= CO3
2-
+ H
+
(comportement d'un acide)
HCO3
-
+ H
+
= H2O + CO2 (comportement d'une base)
4. HCO3
-
+ C9H8O4 donne H2O + CO2 + C9H7O4
   -
dégagement de gaz (effervescence)  
5. masse molaire acide salycilique : 12*9 + 8 + 4*16 = 180 g/mol  
Qté de matière : 0,324 / 180 = 1,8 mmol
donc 1,8 mmol ion hydrogénocarbonate d'après l'équation bilan
Masse molaire NaHCO3 : 84 g/mol
Masse hydrogénocarbonate de sodium : 84*1,8 = 151,2 mg
L'ion hydrogénocarbonate peut aussi réagir avec l'acide citrique (triacide) d'où la valeur 1,625 g
annoncée.

Posté par
Carl07
re : Exercice mécanique 26-02-11 à 20:13

1. C9H8O4 + H2O = C9H7O4- + H3O+
2. l'eau est amphotère :
H2O = HO- + H+ (comportement d'un acide)
H2O + H+ = H3O+ (comportement d'une base).
3. HCO3- = CO32- + H+ (comportement d'un acide)
HCO3- + H+ = H2O + CO2 (comportement d'une base)
4. HCO3- + C9H8O4 donne H2O + CO2 + C9H7O4
   -
dégagement de gaz (effervescence)  

5. masse molaire acide salycilique : 12*9 + 8 + 4*16 = 180 g/mol  
Qté de matière : 0,324 / 180 = 1,8 mmol
donc 1,8 mmol ion hydrogénocarbonate d'après l'équation bilan
Masse molaire NaHCO3 : 84 g/mol
Masse hydrogénocarbonate de sodium : 84*1,8 = 151,2 mg
L'ion hydrogénocarbonate peut aussi réagir avec l'acide citrique (triacide) d'où la valeur 1,625 g
annoncée.

Posté par
Carl07
re : Exercice mécanique 26-02-11 à 20:14

Double erreur, désolé

Posté par
kamkiki
re : Exercice mécanique 26-02-11 à 20:57

D'accord, je vais le faire merci. Ca veut dire que je peux utiliser 40km meme si on dit que c'est la vitesse qu'il peut atteindre ?

Posté par
Marc35
re : Exercice mécanique 26-02-11 à 22:58

A vrai dire, je ne vois pas  comment on peut faire autrement...
L'énoncé est un peu bizarre.



Mentions légales - Retrouvez cette page sur l'île de la physique - chimie
© digiSchool 2025

Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Inscription gratuite

Fiches en rapport

parmi 245 fiches de physique

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !