Bonjour, un exercice me pose problème, voici l'énoncé :
La résistance interne d'une petite génératrice, mesurée grâce à un ohmmètre, est r=0,800 .
L'axe horizontal de la génératrice est relié à une poulie. Une masse de 300g est suspendue à un fil enroulé dans la gorge de la poulie. On prendra g=9,81 N.kg-1. Les bornes de la génératrice sont connectées à une résistance de valeur R= 3,00 . La masse m est lâchée sans vitesse. Rapidement, elle prend une vitesse constante v=18,0 cm.s-1. L'étude des variations et transferts d'énergie sera effectuée pour une durée
t= 10,0 s, au cours de laquelle la masse m descend d'une hauteur h.
1. Exprimer et calculer le travail W reçu par la génératrice.
Réponse : Le travail reçu est celui du poids de la masse donc W=m*g*h. or, h=v*t donc W= m*g*v*
t= 300.10-3*9,81*18,0.10-2*10,0= 5,30 J
2. Donner, en fonction de l'intensité I du courant parcourant le circuit électrique, l'expression générale de l'énergie électrique disponible aux bornes de la génératrice, ainsi que l'expression de l'énergie reçue par la résistance R.
Réponse: Energie disponible aux bornes de la génératrice : Weg= Upn * I * t
or, Upn = E - rI donc Weg= (E-rI)*I*t=EI
t-rI²
t
Energie reçue par la résistance R: Wer= U*I*t= RI²
t
3. En déduire que (R+r)I²*t=m*g*h. Montrer que cette relation exprime le principe de conservation de l'énergie.
Réponse: En partant du principe que l'énergie disponible est reçue, on obtient
EIt-rI²
t=RI²
t
EIt=RI²
t+rI²
t
EIt=(R+r)I²
t
EIt est l'énergie transformée donc elle est égale à celle reçue par le travail du poids, donc (R+r)I²
t=mgh
4. Calculer I. En déduire la fem E de la génératrice.
Réponse : (R+r)I²t=mgh
I²=mgh/(R+r)t= 5,3/ (3,8*10) = 0,139 A ce qui donne I= 0,372 mais ces résultats me paraissent étranges..
Si EIt=mgh alors E= mgh/I
t ce qui donne E= 1,4 V
5. Calculer la tension Upn aux bornes de la génératrice.
Réponse : Upn = E-rI= 1,4-0,8*0,372= 1,1V
Voilà, je ne suis pas sûr de mes réponses pourriez vous m'aider?
Merci
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