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Niveau terminale
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Exos de mécanique

Posté par
Polo
03-02-14 à 19:18

Bonsoir à tous.

J'ai un exercice en physique (c'est de la méca niveau Term STI2D) que l'on a pas corrigé en cours mais que j'aimerai quand même être capable de faire (ce n'est pas le cas actuelement manifestement). C'est dans l'optique de réussir mon devoir de demain, donc toute réponse est la bienvenue

Voici donc l'énonce du devoir :
Un moteur de puissance P=1.0KW fait tourner une roue de rayon R=30cm et de masse m=1.0Kg par l'intermediaire d'une courroie. le moment d'inertie de la roue par rapport à son axe de rotation est J=m.R²

1. Quelle est l'influence de la masse m et du rayon R sur le moment d'inertie ?
2. Calculer le coucple C exercé par les courroies sur la roue pour qu'elle tourne à vitesse de rotation \omega = 1000tr/min. En déduire le couple de frottement Cr. Un tour correspond à 2\pi radians.
3. Calculer l'énerge cinétique Ec due à la rotation de la roue.
4. le moteur est arrêté, le couple de frottement Cr garde sa valeur tout au long de la rotation. Combien de tours le roue va-t'elle effectuer avant de s'arrêter ?


Et voici mes tentatives de réponses :

Pour la 1. je répondrais que : Le moment d'inertie, J est proportionnel à la masse m et au carré du Rayon, R.

Pour la 2. je ne comprends pas vraiment comment calculer ce couple C (pour moi ça se fait avec F*d mais comme je n'ai ni l'un ni l'autre donc je suis bien embêté). Et je ne comprends pas comment déduire le couple de frottement Cr

Par contre je pense être capable de répondre à la 3. comme suit :

100tr/min \Leftrightarrow 2000\pi/min


 \\ E_{c} = \frac{1}{2}*J*\omega^{2} \newline
 \\ \newline E_{c} = \frac{1}{2}*m*R^{2}*(\frac{2000\pi}{60})^{2}\newline
 \\ \newline E_{c} = 493.48 J
 \\

N'ayant pas su répondre à la 2 avec le couple Cr, la 4. me pose également problème



En vous remerciant d'avance

Posté par
krinn Correcteur
re : Exos de mécanique 03-02-14 à 20:07

bonsoir,

tu y es presque.
si j'ai bien compris l'exo, en régime nominal à 1000 tr/min la puissance délivrée par le moteur vaut P=1.0KW

donc P = C

c'est la relation qu'il te manque

Posté par
Polo
re : Exos de mécanique 03-02-14 à 20:17

Déjà, merci beaucoup de ta réponse

Donc cette relation me permet de calculer mon couple C qu'il me manquait, comme ceci :
 P = C\omega \newline
 \\ C = \frac{P}{\omega} \newline
 \\ C = \frac{1000}{2000\pi/60} \newline
 \\ C = 9.54 N.m^{-1}
 \\

Normalement c'est bon ? (pas d'erreur sur ma convertion tr/min -> rad/s ? j'ai un léger doute)

Maintenant ce Couple de frottement, Cr c'est quoi ?! *_* Je ne vois vraiment pas à quoi ça correspond.

Posté par
krinn Correcteur
re : Exos de mécanique 03-02-14 à 21:43

en régime nominal/permanent, la vitesse de rotation est constante, donc la loi fondamentale de la dynamique donne:

Moments = J d/dt = 0

donc ici: Cmoteur - Cr = 0

NB: je suppose que le régime de 1000tr/min est permanent (ce n'est pas précisé explicitement dans l'énoncé, mais bon...)



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