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Niveau maths sup
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Thermo météorites

Posté par
Leana
14-04-17 à 16:59

Bonjour, actuellement en première année de bcpst j'ai plusieurs exercices de physique à faire pour la rentrée qui me posent problème... et j'aimerai recevoir un peu d'aide en voici un :

Le 15 février 2013 une pluie de météorites s'est abattue sur une région de l'Oural du Sud. Nous allons estimer l'élévation de température au cours des 50 derniers mètres de chute. La vitesse des météorites à h=50m du sol peut s'évaluer à v=300m.s-1.
Calculer l'élévation de température d'une météorite lors de son impact avec le sol.
Pour faire le calcul on fera les approximations suivantes :
-   On néglige tout échange thermique avec l'atmosphère ou le sol;  on néglige le travail des forces de frottement .
-  on néglige la variation de volume des météorites et la fusion à la surface des météorites.  Chaque météorite se comporte donc comme une  phase condensée homogène.
L'ordre de grandeur de la capacité thermique massique c=800 J.K-1.kg-1.

Je pensais utiliser l'énergie cinétique (Ece) et l'énergie potentielle (Épée) ainsi que la relation Etot = U + Ece + Epe et affirmer que U=0 (car pas d'échanges de chaleur et pas de travail) mais il me manque la masse des meteorites, dois-je prendre des initiatives ? Merci d'avance !

Posté par
vanoise
re : Thermo météorites 14-04-17 à 19:09

La masse m va disparaître du calcul...
Je pense que l'énoncé demande juste de considérer que l'énergie totale de la météorite se conserve entre l'instant initial où elle se trouve à l'altitude de 50m à une température inconnue et un instant final où elle est au sol sans vitesse initiale après s'y être déformée (écrasée) . La météorite perd de l'énergie macroscopique ( énergie cinétique macroscopique, énergie potentielle de pesanteur) et gagne de l'énergie interne. Du gain d'énergie interne, il est possible d'obtenir l'augmentation de température connaissant la capacité thermique massique.
Remarque : l'approximation demandée est vraiment très grossière : négliger les frottement lors de la descente à  partir d'une vitesse aussi élevée...

Posté par
Leana
re : Thermo météorites 14-04-17 à 19:50

Bonsoir !
J'ai pour l'instant : U + Ec + Ep = W+Q
Mais à partir de là je bloque, U=0 ??

Posté par
vanoise
re : Thermo météorites 14-04-17 à 20:47

Dans ton expression, W désigne le travail des forces non conservatives et on te demande de négliger les frottements. On demande aussi de poser Q = 0. Donc :
U + Ec + Ep = 0.
Cela va te permettre d'exprimer U puis de poser : U=m.c.T
Pour un solide, on ne fait pas la différence entre cp et cv.



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