Bonjour,
1) La force d'accélération et la force de freinage ? Est-ce que ce n'est pas simplement la force motrice dont tu parles ?

4) C'est une bonne remarque que tu peux mentionner. Mais suppose tout de même pour simplifier que la route est horizontale ( le fait qu'elle soit droite ou non ou que la vitesse soit constant ou pas n'y change rien).

7) La puissance instantanée d'une force et le produit scalaire de cette force par la vitesse du mobile. Donc totalement en accord avec ce que tu as écrit.

Merci beaucoup Moustikipic.

Par contre après dans la suite du DM, ils me donnent la même formule de la conso sauf qu'au lieu que çe soit , j'ai (voir photo)

Ensuite, ils me demandent :

1. En considérant , quelle est l'unité du terme dérivant des frottements solides. J'ai dit N.m/s = J/s = W.
Ensuite ils me demandent quelle est la grandeur physique correspondant => tu m'as bien dit une puissance car en W.

2. Même question pour le terme correspondant aux frottements fluides du document 1. Ma réponse : unité = N et grandeur associée = force.
La formule correspondant à ce terme est-elle correcte ? NON (car N au lieu de W). Quelle est la bonne formule ? La bonne formule est 0.5..Cx.S..

3. Que représente le terme Conso.[smb]eta[/smbec].Ecarb ? Je dirais du coup avec tes indications la puissance instantanée du véhicule.

Je ne vois pas très bien les petits caractères sur l'image, je vois un V², mai je vais m'en tenir à ce que tu me dis.

1. En considérant V³, c'est juste.

3. Si tu considères que le numérateur est la puissance consommée par le véhicule (par frottements), et que le véhicule est en régime stabilisé, que peut bien signifier le terme Conso..Ecarb, si tu réfléchis en terme de conservation de l'énergie ?

L'intensité des forces de frottements ?

Nope, je ne pensais pas à ça.
Le véhicule est en régime stabilisé. Donc son énergie est constante. Or de l'énergie est "consommée" par les frottements. Comment se fait-il que malgré cela l'énergie du véhicule ne varie pas ?

Grâce au moteur qui régule.

C'est bien ça. Ce serait donc l'énergie apportée par le moteur et la combustion de carburant, compensée par les pertes par frottement.

donc le terme est l'énergie apportée par le moteur et le carburant pour compenser les pertes dues aux frottements

En tout cas, merci beaucoup.

Juste une dernière question concernant cette histoire de frottements.

On me demande par la suite de calculer la valeur des forces de frottements exercées sur un poids lourd de 40tonnes se déplaçant à 110 km/h. Or, je me demande quelle formule utiliser car si on utilise les formules des forces de frottements, ils nous demandent la surface S du véhicule, surface que l'on a pas.

La puissance apportée par la combustion, pour être en accord avec les dimensions.

Merci Moustikipic

Sur ce point je sèche. Je mettrais une estimation de la surface frontale d'un poids lourd pour faire l'application numérique.

Si l'énergie est constante, cela signifie-t-il aussi que la puissance est constante ?

De quelle énergie et de quelle puissance tu parles ?
Si l'énergie du véhicule est constante, cela signifie que la puissance qu'elle acquiert est égale à la puissance qu'elle cède.

Je pensais à l'énergie en général. Merci de ta réponse.

Je vais maintenant me pencher sur le reste du DM.

Ok, bonne continuation.

Bonsoir à tous !

J'ai un DM assez hard sur les transferts énergétiques au cours d'un mouvement et j'aurais quelques petites questions (je mets les docs en questions en fin de post)

1. Quelle est l'équation de la courbe bleue ?
J'aurais dit : y = 0.5..Cx.S. RAPPEL : Traînée : Fx = 0.5..Cx.S.

2. Quelle devrait être l'équation de la courbe verte ? Crr est-il constant ? Comment évolue Crr avec la vitesse ? (cf doc 1) RAPPEL : Résistance au roulement : Fr = Crr.P
Je dirais y = cte

3. Quelle est l'équation de la courbe rouge ?
D'après le doc 2, y = Conso(V).(V).Ecarb

4. Calculer les valeurs des forces de frottements exercés sur un poids lourd de 40 tonnes se déplaçant à 110 km/h
Je bloque car d'après les formules rappelées plus haut, il nous faut la surface du véhicule, mais on ne l'a pas.

5. Calculer la somme des travaux des forces de frottements sur une distance de 10 km.


Merci d'avance de votre aide





*** message déplacé ***

bonjour,

1) attention, les courbes donnent une force résistante (en MILLIERS de N) en fct de v
et non pas une puissance

2) ce serait une droite (y = C_RRmg/1000 ) si C_RR était constant
or vu la courbe, C_RR est une fct croissante de v

3) par définition la courbe rouge est le total des deux autres

4) on te donne les courbes F_frottements(v), tu n'as pas de calcul à faire

sauf erreur

*** message déplacé ***

Donc pour la question 1, on a y = 0.5..Cx.S.V²

pas tout à fait puisque l'échelle est en milliers de N (si j'ai bien lu )

Donc plutôt y = 1000.0.5..Cx.S.V², c'est-à-dire 500..Cx.S.V²

non c'est l'inverse, si on donne un résultat en kN on divise le résultat en N par 1000

de plus v est en km/h donc il faudra en plus remplacer v par v/3,6 si je ne m'abuse

Oui bien sur. Merci krinn.

Donc y = (.Cx.S.V²)/2000

non, tu n'as pas lu ce que j'ai écrit

y = rho.Cx.S.(V/3,6)² /2000

D'accord merci.

Et donc pour la courbe rouge : y = [(Crr.m.g)/1000]+[(.Cx.S.V²)/2000]

                                             y = (2.Crr.m.g + .Cx.S.V²)/2000

c'est (v/3,6)² au lieu de v²

oui dsl.

En revanche, pour la question sur la valeur des forces de frottements, je ne pense pas qu'il faille utiliser la courbe car celle-ci ne prend pas en compte la masse du véhicule qui est de 40 tonnes.

tu ne connais ni Crr ni S, ça va être difficile

ou alors tu as oublié de recopier qqchose

On nous dis seulement que pour un poids lourd, Crr = 0.005 à 0.007

et que Cx = 0.75

l'exo est mal foutu
comme le camion est lancé à 110km/h je suggère ce prendre Crr = 0.07 (un 40t à 110km/h ne doit pas être loin de sa vitesse max à mon avis)

en revanche pour S ?

j'ai fait le calcul en partant de la courbe indiquée dans l'énoncé: on trouve S 7 m2
ce qui est plausible dans le cas d'un gros camion

tu es sûr que l'énoncé ne dit pas à quoi correspondent ces courbes.

non tout est sur les documents.

comment trouves-tu 7m² ?

Ne tiens pas compte de ma dernière remarque. Je trouves également 7m²

Avec ta valeur de S, je trouve :

donc on a

On aurait donc

On refait les memes calculs avec 90 km/h et on trouve

oui en fait il faut évaluer S avec la courbe: S 7.1 m2
Crr est évalué à 0.007 car on est proche de la vitesse maxi

donc on trouve: Fx 3000N Fr 2750 N


sous toutes réserves

Merci beaucoup et comment dois-je calculer le gain en énergie ? en faisant ?

le gain en énergie vaut: (5.7-4.8) / 5.7 = 16% env.

Donc le gain en énergie correspond à la meme formule que l'écart relatif ?

En tout cas, merci beaucoup krinn pour ton aide. Je redemanderais confirmation à mon professeur pour la surface du poids lourd.

Bonne soirée !

de rien,

et dis-nous ce que ton professeur a fait lors du corrigé car cet exo me semble un peu "boîteux" à la fin.

Ce n'est pas explicitement écrit dans l'énoncé, cependant il est quasiment sûr que les courbes (verte, bleue et rouge) sont celles correspondant au camion de 40 tonnes.

On peut lire sur la courbe bleue (à 110 km/h) : Force de frottement éérodynamique = 3000 N

Cela permet de calculer S à rebours : 3000 = (1/2) * 1,2 * 0,75 * S * (110/3,6)² ---> S = 8,6 m² (plausible)

Quant au Crr : par la courbe verte : Fr = 1200 N ---> crr = 1200/(40000*10) = 0,003

Ce qui est très plausible avec les pneux poids lourds, voir par exemple ici : (tout à la fin) où on donne crr = 0,0025 (ou du moins on peut le calculer) pour un poids lourd 40 tonnes.

La courbe verte "monte" un peu avec la vitesse, alors que la théorie simplifiée le suppose invariable avec la vitesse, mais on voit que l'ordre de grandeur est bon.

On peut donc, je pense, pour les pertes du poids lourds à 110 km/h, mesurer les forces sur le diagramme fourni.

La courbe rouge donne le total : à 110 km/h, on mesure 3000 + 1200 = 4200 N à 110 km/h (comme total des forces de frottement) pour le poids lourd.
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Ce qui suit n'est pas demandé :

On peut calculer le conso(V) dans ces conditions ... mais il faudrait connaître le rendement du moteur et le pouvoir calorifique du carburant utilisé.:

Estimation :
rendement moteur : 40 % (si c'est un gros diesel)
Ecarb = 38.10^6  J/L

Conso(V) = 4200*v/(eta * Ecarb) = 4200*(110/3,6)/(0,4 * 38.10^6) = 0,00844 L/s

Qui pour moi, n'est absolument pas "parlant" ... mais c'est pourtant ce qui se trouve dans le Conso(V) de l'énoncé.

Ce qui est plus parlant est la consommation en L/100 km, qu'on peut calculer .

à 110 km/h, il faut 3600/1,1 = 3273 s pour faire 100 km ---> 0,00844*3273 = 27,6 L au 100 km (en roulant à 110 km/h)
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On peut trouver cela autrement aussi :

Force totale de frottement = 4200 N
Travail des forces de frottement sur 100 km : W = 4200*100000 = 4,2.10^8 J
Travail du moteur = 4,2.10^8 / rendement moteur = 4,2.10^8/0,4 = 1,05.10^9 J
---> 1,05.10^9/Ecarb = 1,05.10^9/38.10^6 = 27,6 L au 100 km (en roulant à 110 km/h)

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Sauf distraction.  

Merci J-P

Je dirais plutôt S= 7.1 m²

Oui, 7,1 m² ... sans les erreurs de calculs.