Bonsoir.
Pour démarrer son appareil compresseur d'air , le vulgarisateur tire sur une corde qu'il a enroulé sur un disque de rayon R=8cm , solidaire de l'arbre d'un moteur , en exerçant une force d'intensité 110N .
Il fallu tourner le disque d'un angle Tetha =160° pendant 2s pour voir le moteur démarrer.
1) Cite les caractéristiques du mouvement de rotation du disque .
2)
2-1 ) Nomme thêta .
2-2 ) Calcule l'abscisse curviligne du disque pour le démarrage
3) Détermine le travail effectué par la force F lors du démarrage .
4) Déduis en la puissance de la force .
Merci d'avance.
Tu as déjà reçu une aide précieuse sur de nombreux sujets en lien avec les solides en rotation autour d'un axe, tu es quand même en mesure de démarrer l'exercice
1) les caracteristiques sont :
L'abscisse curviligne (s) , l'abscisse angulaire () , la vitesse linéaire (v) et la vitesse angulaire
).
Bonjour Othniel2,
Vous n'êtes pas obligé de passer par l'abscisse curviligne pour calculer le travail de la force.
Ainsi, vous pouvez calculer le moment de cette force de 110N par rapport à l'axe du tambour sur lequel est enroulée la corde. (L'axe de la force et l'axe de rotation du tambour étant supposés orthogonaux)
Le produit de ce moment par l'angle de rotation de 160° donnera directement le travail de la force, qu'il suffira ensuite de diviser par le temps de 2s durant lequel elle s'exerce pour obtenir la puissance correspondante.
Il est néanmoins nécessaire de calculer l'abscisse curviligne pour répondre à la 1ère question.
Pour ce faire, il suffit de muiltiplier le rayon du "disque" (8cm) par l'angle de rotation de 160°, sachant qu'un degré "°" peut être identifié à un nombre sans dimension égal à Pi/180.
Tous ces calculs peuvent avantageusement être faits en "CDGP" (calcful direct sur les grandeurs physiques elles mêmes), sans conversion d'unités, comme je vous l'ai montré dans un précédent post.
Je vous propose de vous lancer, je rectifierai le tir, si nécessaire.
Sauf distraction..
Cordlt
Vertigo
2-2 ) l'abscisse curviligne (s).
s=π
s=22,34 m
3) le moment de F .
M(F)=F×d×sin(160°)( d: la distance )
M(F)=110×8×0,34=300,97N.m
Bravo pour l'abscisse curviligne, c'est exactement le bon calcul.
Pour le moment de la force, pourquoi aller chercher un ligne trigonométrique ?
La distance de la force à l'axe de rotation du tambour sur lequel est enroulé le cordon de démarrage est de 8cm (rayon du tambour d'enroulement), et la direction de la force est supposée orthogonale à l'axe du tambour (qui est aussi celui de l'arbre du moteur).
Le moment de la force est simplement le produit des deux, soit :
Mt = 110N * 8cm = 880N.cm = 8,8 Nm
Je vous propose d'essayer de calculer le travail correspondant, lorsque ce moment s'applique sur un angle de 160°, puis la puissance, sachant que ce travail a été fourni en un temps de 2s.
à tout à l'heure (je dois m'absenter qq heures)
Cordlt
Vertigo
Oups
Bonsoir,
Je vous ai félicité un peu vite pour l'abscisse curviligne. En effet, l'unité n'est pas la bonne
le calcul est :
a = 8cm * 160° = 8cm * 160 * Pi / 180 = (8 * 160 * Pi / 180) cm = 22,34cm soit 0,2234m
Le travail de la force peut être calculé de 2 manières :
- à partir de l'abscisse curviligne a : (c'est la méthode préconisée par le rédacteur de l'énoncé) :
W(F) = a * IFI
IFI étant l'intensité de la force
- à partir du moment Mt de cette force par rapport à l'axe du tambour et de l'angle de rotation du tambour :
W(F) = Mt *
Selon la 1ère méthode, le calcul donne :
W(F) = a * IFI = 22,34cm * 110N = 2457,4 Ncm = 24,574 Nm = 24,574 J
Selon la 2èmre méthode, le calcul donne :
W(F) = 8,8Nm * 160° = 8,8Nm * 160 * Pi / 180 = 24,574 Nm = 24,574 J
En effet, le Nm, unité de travail est, par définition, identifiable au Joule J.
Pour la puissance P, il suffit de diviser ce travail par le temps durant lequel il a été fourni (soit 2s), cela donne :
P = 24,574 J / 2s = (24,574 / 2) J/s = 12,29 W
(Le joule par seconde étant la définition même du watt)
Si vous faites votre calcul en CDGP, il faut impérativement garder les unités dans votre calcul. En effet, cette technique de calcul concerne les grandeurs physiques elles même et non les nombres purs qui servent à les mesurer dans un système d'unités cohérent quelconque (en particulier le SI).
Cordlt.
Bonne soirée.
vertigo
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