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température des disques de freins .

Posté par
hiphige
08-04-13 à 18:43

Bonjour .

Une voiture de masse M=1350 kg roule sur autoroute horizontale à la vitesse constante de 130 km.h-1 . Elle freine et sa vitesse atteint la valeur de 72 km.h-1 .
Masse volumique acier : acier=7800 kg.m-3 .
Capacité thermique massique de l'acier : c=460 J.kg-1.°C-1 .

1.a. Identifier la variation d'énergie macroscopique mise en oeuvre .
b. Calculer cette variation d'énergie .
2. On constate alors un échauffement des disques de freins.
a. Quel travail est à l'origine de cet échauffement ?
b. En déduire la variation d'énergie interne U des disques .

3.On considère que chacun des quatre freins est un disque homogène de 25 cm de diamètre et de 10mm d'épaisseur .
a. Déterminer la masse d'acier concernée.
b. En déduire la température finale Tf des disques de freins si leur température initiale Tf était égales à 40°C .
c. En réalité, une mesure effectuée sur les disques montre que la température finale des disques n'est que de 100°C. Commenter l'écart constaté entre la valeur calculée et celle mesurés.

1.a. cette variation d'énergie correspond à la variation d'énergie cinétique .
b. Ec=Ecf-Eci= -610208,33 J .
2.a. Le travail qui est à l'origine de cet échauffement est le freinage .
b. U= 610208,33 J . j'ai mis cette valeur la mais  d'intuition  car l'énergie cinétique diminue et l'énergie est capté par le freinage .

3. a. V=.r².h = 1,9610-3 .
macier=15,31 kg pour une roue . soit 61,26 kg pour les 4 roue . A cette question je ne sais pas si c'est la masse d'une roue ou des 4 roue .

b. Tf = (U/(m.c))+Ti . Tf=126,64 °C .
c. l'écart provient du fait des pertes d'énergie lors du freinage .

merci d'avance .

Posté par
athrun
re : température des disques de freins . 08-04-13 à 19:34

Bonjour,

1.a. ok


1.b. ok


2.a. ok


2.b. ok (on considère que toute l'énergie cinétique est dissipée dans les freins)


3.a. 15,31 kg un disque de frein !!

V=\pi r^2 h=3,14\times(12,5\times10^{-2})^2\times10\times10^{-3}=4,91\times10^{-4}\ \mathrm{m}^3

D'où : m_\mathrm{disque}=\rho_\mathrm{acier}V=3,83\ \mathrm{kg}

La masse d'acier concernée est celle des quatre disques, car l'énergie cinétique se dissipe dans les quatre disques.


3.b. La formule est bonne mais ta masse est fausse.


3.c. Soit c'est de l'énergie cinétique qui va ailleurs que dans les freins, soit c'est les échanges convectifs avec l'air qui refroidissent les freins, soit les deux

Posté par
hiphige
re 08-04-13 à 19:54

salut .

3.a. a oui c'est parce que j'ai multiplié par le diamètre et non par le rayon .

3.b. pour celle la , je fais le calculer avec qu'elle masse ? celle d'un disque ou des 4 disques ?

Posté par
athrun
re : température des disques de freins . 08-04-13 à 23:41

Les 4 disques bien sûr : l'énergie cinétique se dissipe dans 4 disques, pas 1.

Posté par
hiphige
re 09-04-13 à 18:14

a ok .
merci

Posté par
athrun
re : température des disques de freins . 09-04-13 à 21:11

Posté par
hiphige
re 08-05-13 à 15:49

je reouvre se topic .

tu m'as dis :" l'énergie cinétique se dissipe dans 4 disques, pas 1."
mais donc ce que l'on a calcule comme température , c'est la température des 4 disques ?

et si on veut celle d'un disque , comment fait-on ?

Posté par
athrun
re : température des disques de freins . 12-05-13 à 18:18

chaque disque a la même température (dans l'exercice)



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