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Travail et Puissance

Posté par
beugg
03-12-15 à 21:15

Bonsoir
J'aurais besoin d'aide pour cet exercice :
Une voiture est animée d'un mouvement rectiligne sur une route horizontale ;la force motrice  \vec{F} est de la forme F=k.v2+F0. \vec{F} et \vec{V} ont même direction et même sens. V est la vitesse de la voiture. K et F0 sont des constantes. Les puissances développées par le moteur pour des vitesses de 10 et 20 m/s sont respectivement 8000 et 25000 W.
1. Calculer la puissance développée par le moteur lorsque la voiture roule à 30 m/s.
2. Comparer les travaux développés par le moteur sur un parcours de 100 km effectué avec la vitesse constante de 20 m/s d'une part et d'autre part avec la vitesse constante de 30 m/s.
3. En admettant que la consommation de carburant est proportionnelle au travail développé par le moteur, Comparer ces consommations sur les parcours de 100 km définis précédemment.
J'aimerais avoir des pistes
Merci d'avance

Posté par
quarkplus
re : Travail et Puissance 04-12-15 à 09:27

Bonjour,
Si vous voulez de l'aide et des pistes ( et non pas une solution toute faite )  , mettez ce que vous avez fait seul ( vous avez déjà eu des  corrigés qui ressemblent ) .
Rassemblez ( et vous devrez les connaître par cœur ) , les relations qui lient
P,, F  , v  , d  et  t  et essayez de les appliquer à l'exercice  .

Posté par
beugg
re : Travail et Puissance 04-12-15 à 12:28

Bonjour quarkplus

J'ai essayé comme vous m'avez indiqué
Je sais que W(F)= F.d et P= F.v
Suis-je en chemin ?

Posté par
quarkplus
re : Travail et Puissance 04-12-15 à 13:25

re,
Oui, continuez , essayez d'appliquer à l'exercice .

Posté par
beugg
re : Travail et Puissance 04-12-15 à 18:39

J'ai essayé plusieurs fois mais je n'arrive même pas à faire les relations (Q1)

Posté par
quarkplus
re : Travail et Puissance 04-12-15 à 18:57

Vous avez 2 cas donnés avec P et v  ;
On vous demande d'établir les coefficients de la fonction   F
Vous écrivez F   pour les 2 cas .
Vous obtenez 2 équations à 2 inconnues , système simple à résoudre .
vous obtenez F0  et  K .

Posté par
beugg
re : Travail et Puissance 05-12-15 à 00:19

OK
F1=Kv21+F0; F2=Kv22+F0. ==>

100k+F0=8000
400k+F0=25000 ==>
K= 5666,66
F0= 2333,33 ?

Posté par
quarkplus
re : Travail et Puissance 05-12-15 à 10:01

Trop vite  ...
Combien vaut F1 quand P  = 8000 W  ?
Combien vaut F2 quand P = 25000 W  ?

Posté par
beugg
re : Travail et Puissance 05-12-15 à 11:10

Oui
Désolé, je me trompe
F1= 800 N
F2= 1250 N. <==>
F0= 650;
k= 1,5 ?

Posté par
J-P
re : Travail et Puissance 05-12-15 à 11:46

1)

P = F * v
P = (kv² + Fo)*v
P = k.v³ + Fo.v

8000 = k.10³ + 10.Fo
25000 = k.20³ + 20.Fo

1000k + 10Fo = 8000
8000k + 20Fo = 25000

100k + Fo = 800
400k + Fo = 1250

300k = 1250-800
k = 1,5

Fo = 800 - 100*1,5
Fo = 350 N

---> P = 1,5.v³ + 350.v

Si v = 30 m/s, alors P = 1,5*30³ + 350*30 = 51000 W
-----
2)

W = F * d
...

;

Posté par
beugg
re : Travail et Puissance 05-12-15 à 12:35

Exact

Posté par
beugg
re : Travail et Puissance 05-12-15 à 21:39

Bonsoir
2.
Avec une vitesse de 20m/s
F= 1250 N
W(F)= 125.10^6 J

Avec une vitesse de 30m/s
F= 2000 N
W(F)= 2.10^8 J

3.

On fait la somme de 2 travails
Non ?

Posté par
beugg
re : Travail et Puissance 06-12-15 à 09:46

Désolé
Des deux travaux

Posté par
J-P
re : Travail et Puissance 06-12-15 à 10:23

Correction de distraction dans ma réponse précédente :

Fo = 800 - 100*1,5
Fo = 650 N

---> P = 1,5.v³ + 650.v
Si v = 30 m/s, alors P = 1,5*30³ + 650*30 = 60000 W
--------------------------------------------

2)

F = 1,5.v² + 650

Si v = 20 m/s ; F = 1,5*20² + 650 = 1250 N ; W(100km) = 1250 * 10^5 = 1,25.10^8 J
Si v = 30 m/s ; F = 1,5*30² + 650 = 2000 N ; W(100km) = 2000 * 10^5 = 2.10^8 J

W(à 30m/s)/W(à 20 m/s) = 2.10^8/(1,25.10^8) = 1,6
-----
3)

La consommation de carburant (pour une même distance parcourue) à la vitesse de 30 m/s vaut 1,6 fois celle à la vitesse de 20 m/s.

Donc rouler à 30 m/s au lieu de rouler à 20 m/s augmente la consommation de carburant de 60 %
-----
Sauf distraction.  

Posté par
beugg
re : Travail et Puissance 06-12-15 à 21:01

Salut J-P, quarkplus
Un grand merci à vous
Bonne soirée



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