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Niveau première
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Travail et puissance

Posté par
mbao
12-11-12 à 18:40

Bonjour,
Un train de masse totale m =1000 tonnes roule sur une voie rectiligne horizontale à la vitesse v= 40 m/s. Sur une rampe de pente 1% la vitesse devient 25m\s, les moteurs développant la même puissance. les forces résistantes (frottement et résistance de l'air sont équivalentes à une force unique f parallèle au vecteur vitesse V et de sens contraire. son intensité est f=k.V².
V est la vitesse instantané, k est une constante.
1) Calculer la constante k

Posté par
Coll Moderateur
re : Travail et puissance 12-11-12 à 18:48

Bonsoir,

Bienvenue sur l' pour ton premier problème !

Dans les deux cas (voie horizontale et voie en montée) les moteurs développent la même puissance.
Voilà donc l'égalité qu'il faut écrire...

Quelle est l'expression de la puissance développée par les moteurs dans le cas de la voie horizontale ?

Posté par
dije
re : Travail et puissance 14-11-12 à 20:31

bonjour je pense qu ' on doit ecrire P=F.V

Posté par
Coll Moderateur
re : Travail et puissance 14-11-12 à 20:40

Bonsoir,

En effet, c'est le début !

Posté par
dije
re : Travail et puissance 14-11-12 à 20:42

on sait que f=kv² et p=fv d ou f=p/v alors f=kv²  

Posté par
dije
re : Travail et puissance 14-11-12 à 20:44

mais on n a pas f

Posté par
dije
re : Travail et puissance 14-11-12 à 20:47

on doit ecrire p=fvcos(f;v)

Posté par
Coll Moderateur
re : Travail et puissance 14-11-12 à 20:47

Comment s'exprime (littéralement) la puissance pour la partie du trajet qui est horizontale ?

Posté par
dije
re : Travail et puissance 14-11-12 à 20:49

p=fvcos(f;v)

Posté par
Coll Moderateur
re : Travail et puissance 14-11-12 à 20:52

Le cosinus n'a rien à faire ici.

D'autre part, l'énoncé donne une expression de f qu'il faut utiliser.

Posté par
dije
re : Travail et puissance 14-11-12 à 20:54

OUI il nous dit que f =kv²

Posté par
Coll Moderateur
re : Travail et puissance 14-11-12 à 20:57

Exact.
Alors quelle est l'expression de la puissance, quand la voie est horizontale ?

Posté par
dije
re : Travail et puissance 14-11-12 à 20:58

p=fv et f =kv² d ou p=kv au cube

Posté par
dije
re : Travail et puissance 14-11-12 à 21:02

d apres ce que j ai compris f=v

Posté par
Coll Moderateur
re : Travail et puissance 14-11-12 à 21:03

Oui,

P = k.v3

Et maintenant, que vaut la force de traction quand la voie monte ?
Et donc, quelle est la nouvelle expression de la puissance ?

Posté par
dije
re : Travail et puissance 14-11-12 à 21:05

p=fv(0.01)

Posté par
Coll Moderateur
re : Travail et puissance 14-11-12 à 21:08



Quelles sont les forces en présence ?

Posté par
dije
re : Travail et puissance 14-11-12 à 21:08

p=kv au cube (0.01)

Posté par
Coll Moderateur
re : Travail et puissance 14-11-12 à 21:09

Quelles sont les forces en présence ?

Posté par
dije
re : Travail et puissance 14-11-12 à 21:09

le poids force de frottement la reaction et v

Posté par
Coll Moderateur
re : Travail et puissance 14-11-12 à 21:10

1) la vitesse n'est pas une force
2) tu en oublies une (essentielle ! )

Posté par
dije
re : Travail et puissance 14-11-12 à 21:12

grand F  de meme sens que le vecteur vitesse

Posté par
Coll Moderateur
re : Travail et puissance 14-11-12 à 21:17

En effet !

Alors :
Le travail et la puissance développée par F, voilà ce qui nous intéresse.

Les forces de frottement : on en a l'expression
Le poids : on peut le décomposer
. première composante du poids : perpendiculaire à la voie et au déplacement ; donc elle ne travaille pas ; on ne s'en occupe pas
. deuxième composante du poids : parallèle à la voie et opposée au vecteur vitesse (puisque nous sommes en montée) : il faut s'en occuper
La réaction de la voie : elle est perpendiculaire à la voie et donc au déplacement ; donc elle ne travaille pas non plus et on ne s'en occupe pas.

À toi !

Posté par
dije
re : Travail et puissance 14-11-12 à 21:23

p(x)=-p(0.01)
suivant l axe des xx'
-f-p(0.01)+F=0

Posté par
Coll Moderateur
re : Travail et puissance 14-11-12 à 21:27

La dernière ligne : je suis d'accord à la condition de comprendre que dans cette ligne p n'est plus la puissance mais est le poids du train.

Eh bien, nous avons tout !

Alors, quelle est l'équation qui permet de calculer k ?

Posté par
dije
re : Travail et puissance 14-11-12 à 21:30

:?

Posté par
dije
re : Travail et puissance 14-11-12 à 21:32

JE TROUVE K=F-P(0.01) le tout sur v au cube

Posté par
mbao
re : Travail et puissance 14-11-12 à 21:33

merci beaucoup, je comprend bien mieux! mais comment trouver f? j'ai essayé avec deux repères l'un sur le plan horizontal et l'autre incliné mais j n'y arrive pas!  

Posté par
dije
re : Travail et puissance 14-11-12 à 21:35

MBAO  C *** effacé ***

Edit Coll

Posté par
Coll Moderateur
re : Travail et puissance 14-11-12 à 21:38

dije >>
Ta réponse de 21 h 32 : elle ne peut pas être bonne. Tu oublies par exemple qu'il y a deux vitesses différentes : une sur la voie horizontale et l'autre sur la voie en montée...

Posté par
dije
re : Travail et puissance 14-11-12 à 21:40

je crois que je me suis trompe car k est inferieur a 0

Posté par
dije
re : Travail et puissance 14-11-12 à 21:41

ouiiii  :(:(

Posté par
mbao
re : Travail et puissance 14-11-12 à 21:41

cool! alors dans le repère incliné je trouve F-f-psin1%=0 et horizontalement F-f=0 ???

Posté par
dije
re : Travail et puissance 14-11-12 à 21:43

non pas F-f-psin1%=0 mais -f-p(0.01)+F=0

Posté par
dije
re : Travail et puissance 14-11-12 à 21:45

je trouve F=f+10000

Posté par
Coll Moderateur
re : Travail et puissance 14-11-12 à 21:46

Oui, tu indiques les équilibres des forces en jeu (puisque les vitesses sont constantes et les mouvements rectilignes).

Mais il faut écrire les puissances, pour chercher (et trouver) k

Posté par
Coll Moderateur
re : Travail et puissance 14-11-12 à 21:47

message de 21 h 45 : c'est faux

L'énoncé indique que c'est la puissance qui est la même dans les deux cas.

Posté par
dije
re : Travail et puissance 14-11-12 à 21:48

je trouve  la nouvelle expression de la puissance
kvau cube + 10000v

Posté par
dije
re : Travail et puissance 14-11-12 à 21:48

je n ai plus d idee

Posté par
Coll Moderateur
re : Travail et puissance 14-11-12 à 21:51

Tu avais trouvé l'expression de la puissance sur voie horizontale :

\large P\,=\,k.V_1^3

Quelle est l'expression de la puissance en montée ?

Posté par
dije
re : Travail et puissance 14-11-12 à 21:52

-f-p(0.01)+F=0 j ai trouve ca non

Posté par
Coll Moderateur
re : Travail et puissance 14-11-12 à 21:56

Je t'ai déjà répondu que tu écris là que la force de traction F s'oppose aux frottements et à la composante du poids parallèle à la voie. C'est exact. C'est avec cela que tu dois maintenant exprimer la puissance développée par cette force de traction.

Posté par
mbao
re : Travail et puissance 14-11-12 à 22:18

p=k.v1 au cube, on a P et V donc on peut tirer k. et au début vous disiez que en la puissance est la même. je me trompe?

Posté par
Coll Moderateur
re : Travail et puissance 15-11-12 à 07:26

On pourrait déduire de cette expression la valeur de k si on connaissait la puissance P ; mais ce n'est pas le cas.

Il faut exprimer la puissance développée pendant la montée...

Posté par
dije
re : Travail et puissance 15-11-12 à 07:45

ouiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii j l ai trouve

Posté par
Coll Moderateur
re : Travail et puissance 15-11-12 à 07:47

Quelle valeur proposes-tu pour k (n'oublie pas l'unité ! ) ?

Posté par
dije
re : Travail et puissance 15-11-12 à 07:50

k= 39.45

Posté par
dije
re : Travail et puissance 15-11-12 à 07:51

on n a pas d unite

Posté par
Coll Moderateur
re : Travail et puissance 15-11-12 à 07:54

Bien évidemment, il faudra une unité.

Mais je ne trouve pas la même valeur. Peux-tu poster le détail de ton calcul, que je voie ce que tu as fait ?

Posté par
dije
re : Travail et puissance 15-11-12 à 07:57

P=FV or F = f+p(0.01) d apres ma relation
P=KV²+100000V or P=kv au cube c est ca non

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