Bonjour =)
Une voiture de masse m= 890Kg lancé à une vitesse v = 65,0 Km.h-1. Elle freine tout à coup.
Son énergie cinétique Ec avant le freinage est de 145142,8 Joules et après le freinage est de 144982,1 Joules.
1) Sous quelle forme cette energie est elle dissipée ?
2) Le systhème de freinage permet à la voiture de perdre 3,4*10^3 Joules d'energie cinetique à chaque metre.
Determiner la distance de freinage de l'auto.
3) Calculer l'energie cinetique au'aurait la meme voiture lancée à v1 = 130 Km.h-1.
En deduire la distance de freinage à cette vitesse.
Merci de votre aide
Ecinetique - distance de freinage
Modérateur : moderateur
Re: Ecinetique - distance de freinage
Bonjour.
Lorsque les freins sont actionnés on constate une élévation de température.
Que pouvez-vous en conclure ?
Le système de freinage est constitué d'un disque métallique solidaire de la roue autour du quel une "mâchoire", sorte de pince peut lorsque l'on actionne le frein, pincer le disque. Le frottement ralentie le mouvement de rotation de la roue et finie par arrêter le véhicule.1) Sous quelle forme cette energie est elle dissipée ?
Lorsque les freins sont actionnés on constate une élévation de température.
Que pouvez-vous en conclure ?
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mathieu
Re: Ecinetique - distance de freinage
Bonjour, merci de me repondre ! :)
1) c'est une energie elctromagnetique ?
1) c'est une energie elctromagnetique ?
Re: Ecinetique - distance de freinage
Re.
Pourquoi faire intervenir ce type d'énergie ?
S'agit d'un phénomène électromagnétique (je vous rappelle que dans ces phénomènes on trouve les Rayonnement gamma, les Rayonnements X, les UV, la lumière, les IR, les micro-ondes, les ondes radio). Au cours du freinage aucune des ces ondes électromagnétiques n'interviennent.
Lorsque les mâchoires pince le disque fixé à la roue, ce pincement exerce une force qui bloque plus ou moins la rotation du disque et donc de la roue.
Il s'agit d'une mâchoire (un pince) qui frotte plus ou moins fortement sur le disque alors que celui-ci tourne encore.
Faites une petite expérience appliquez votre main sur votre bureau et faites bouger le bureau, oups, comme cela est plutôt difficile faites l'inverse, à savoir laisser le bureau immobile (c'est plus simple) et faites glisser votre main tout en appuyant sur le bureau. Qu'est-ce que vous constatez ? Une impression de chaleur conséquence d'une élévation de température au niveau de votre main.
Revenons au frein. Les mâchoires exercent une force sur le disque et celui-ci tourne, il doit, comme dans le cas de votre main, y a avoir une élévation de température. L'énergie cinétique se retrouve donc sous forme d'énergie thermique (chaleur).
Pourquoi faire intervenir ce type d'énergie ?
S'agit d'un phénomène électromagnétique (je vous rappelle que dans ces phénomènes on trouve les Rayonnement gamma, les Rayonnements X, les UV, la lumière, les IR, les micro-ondes, les ondes radio). Au cours du freinage aucune des ces ondes électromagnétiques n'interviennent.
Lorsque les mâchoires pince le disque fixé à la roue, ce pincement exerce une force qui bloque plus ou moins la rotation du disque et donc de la roue.
Il s'agit d'une mâchoire (un pince) qui frotte plus ou moins fortement sur le disque alors que celui-ci tourne encore.
Faites une petite expérience appliquez votre main sur votre bureau et faites bouger le bureau, oups, comme cela est plutôt difficile faites l'inverse, à savoir laisser le bureau immobile (c'est plus simple) et faites glisser votre main tout en appuyant sur le bureau. Qu'est-ce que vous constatez ? Une impression de chaleur conséquence d'une élévation de température au niveau de votre main.
Revenons au frein. Les mâchoires exercent une force sur le disque et celui-ci tourne, il doit, comme dans le cas de votre main, y a avoir une élévation de température. L'énergie cinétique se retrouve donc sous forme d'énergie thermique (chaleur).
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mathieu
Re: Ecinetique - distance de freinage
Mais oui, que suis-je bete ! Désolé
1) L'energie est donc dissipé sous énérgie thermique.
2) -> 3,4*10^3 J par mètre en moins
Que dois-je faire comme opération pour pouvoir repondre à la question svp ?
Merci =)
1) L'energie est donc dissipé sous énérgie thermique.
2) -> 3,4*10^3 J par mètre en moins
Que dois-je faire comme opération pour pouvoir repondre à la question svp ?
Merci =)
Re: Ecinetique - distance de freinage
Donc le freinage fait diminuer Ec de 3,4*10^3 J/m.
A l'aide de la relation de définition de l'énergie cinétique, Ec = 0,5 x m x v^2 ; vous pouvez en déduire v ; c-à-d la diminution de vitesse à chaque mètre.
ATTENTION AUX UNITÉS : l'enrgie est en J si m est en kg ; v en m/s.
A l'aide de la relation de définition de l'énergie cinétique, Ec = 0,5 x m x v^2 ; vous pouvez en déduire v ; c-à-d la diminution de vitesse à chaque mètre.
ATTENTION AUX UNITÉS : l'enrgie est en J si m est en kg ; v en m/s.
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mathieu
Re: Ecinetique - distance de freinage
v² = (2*Ec)/m
v = 18,05 m/s
comment faire pour faire perdre à chaque mètre l'energie cinetique 3,4*10^3 ?
v = 18,05 m/s
comment faire pour faire perdre à chaque mètre l'energie cinetique 3,4*10^3 ?
Re: Ecinetique - distance de freinage
Comment perdre de l'énergie cinétique.
En freinant, c'est-à-dire en "transformant" l'énergie cinétique en énergie thermique au niveau des disques des freins.
Au sujet de votre calcul. Je n'ai pas trouvé le même résultat.
v² = (2*Ec)/m donc avec les données de l'énoncé : v² = (2*3,4*10^3)/890 soit v = 2,76 m/s c-à-d que la vitesse diminue à chaque mètre d'environ 2,76 m/s.
Mais revenons à l'exercice.
La voiture a une vitesse de 60 km/h ce qui en utilisant la relation de définition de Ec donne 145071,4 J (Une légère différence par rapport à l'énoncé ce n'est pas important).
Vérifier ce calcul en n'oubliant pas de convertir les grandeurs dans l'unité S.I. (mètre ; kilogramme ; seconde).
Si le freinage occasionne une diminution d'énergie cinétique de 3,4*10^3 J/m , quelle distance sera nécessaire pour arrêter la voiture ?
En freinant, c'est-à-dire en "transformant" l'énergie cinétique en énergie thermique au niveau des disques des freins.
Au sujet de votre calcul. Je n'ai pas trouvé le même résultat.
v² = (2*Ec)/m donc avec les données de l'énoncé : v² = (2*3,4*10^3)/890 soit v = 2,76 m/s c-à-d que la vitesse diminue à chaque mètre d'environ 2,76 m/s.
Mais revenons à l'exercice.
La voiture a une vitesse de 60 km/h ce qui en utilisant la relation de définition de Ec donne 145071,4 J (Une légère différence par rapport à l'énoncé ce n'est pas important).
Vérifier ce calcul en n'oubliant pas de convertir les grandeurs dans l'unité S.I. (mètre ; kilogramme ; seconde).
Si le freinage occasionne une diminution d'énergie cinétique de 3,4*10^3 J/m , quelle distance sera nécessaire pour arrêter la voiture ?
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mathieu
Re: Ecinetique - distance de freinage
Effectivement, j'ai refait le calcul est l'on trouve bien v= 2,76 m/s car v² = 7,64m/s.
Vous avez fait une erreur, la vitesse est de 65 km/h. Je n'arrive pas à trouver le meme resultat que vous.
Pouvez vous m'expliquer votre calcul ? svp
65km = 18,06m/s c'est bien ça ?
Vous avez fait une erreur, la vitesse est de 65 km/h. Je n'arrive pas à trouver le meme resultat que vous.
Pouvez vous m'expliquer votre calcul ? svp
65km = 18,06m/s c'est bien ça ?
Re: Ecinetique - distance de freinage
Ce calcul de la vitesse perdu lorsque l'énergie cinétique diminue de 3,4*10^3 Joule n'est pas pertinent pour la suite, c'est une façon de vous rendre compte des ordre de grandeur des vitesse dans un tel cas (3,76 m/s c-à-d environ 10 km/h).
Au sujet du calcul de l'énergie cinétique initiale et de la différence que j'ai constaté avec l'énoncé.
Pour la conversion elle est exacte ; en effet : 65 (km/h) = 65000/3600 (m/s) = 65/3,6 (m/s).
Donc pour convertir une vitesse exprimée en km/h en une vitesse exprimée en m/s on divise par 3,6 et inversement.
Attention, c'est une erreur assez courante que d'oublier de convertir. Donc soyez vigilant. (Unité S.I. mètre ; kilogramme ; seconde ; ...)
Donc l'énergie cinétique "initiale" Ec = 0,5 * 890*(65/3,6)^2 = 145071,4 J.
Cette différence n'est pas, de toute façon, à prendre en compte dans la suite. Vous n'avez qu'à utiliser la valeur donnée dans l'énoncé.
Le véhicule perd 3,4*10^3 Joule par mètre quelle distance va-t-il parcourir pour que l'énergie cinétique s'annule (arrêt) ?
Au sujet du calcul de l'énergie cinétique initiale et de la différence que j'ai constaté avec l'énoncé.
Pour la conversion elle est exacte ; en effet : 65 (km/h) = 65000/3600 (m/s) = 65/3,6 (m/s).
Donc pour convertir une vitesse exprimée en km/h en une vitesse exprimée en m/s on divise par 3,6 et inversement.
Attention, c'est une erreur assez courante que d'oublier de convertir. Donc soyez vigilant. (Unité S.I. mètre ; kilogramme ; seconde ; ...)
Donc l'énergie cinétique "initiale" Ec = 0,5 * 890*(65/3,6)^2 = 145071,4 J.
Cette différence n'est pas, de toute façon, à prendre en compte dans la suite. Vous n'avez qu'à utiliser la valeur donnée dans l'énoncé.
Le véhicule perd 3,4*10^3 Joule par mètre quelle distance va-t-il parcourir pour que l'énergie cinétique s'annule (arrêt) ?
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mathieu
Re: Ecinetique - distance de freinage
Je trouve cet exercice assez compliquer !
je dois faire une division, non ?
145071,4 / 3,4*10^3 =4.267
je dois faire une division, non ?
145071,4 / 3,4*10^3 =4.267
Re: Ecinetique - distance de freinage
Il vous fait réfléchir. Et c'est bien l'essentiel.
Comprendre correctement un exercice c'est les comprendre tous.
Effectivement si l'énergie diminue de 3,4*10^3 J par mètre ; la distance avant l'arrêt complet est obtenue (proportionnalité ; produit en croix ; ..) en faisant ce calcul.
Pour le résultat de l'opération il vaut mieux que vous utilisiez des parenthèses pour saisir les puissances de dix au dénominateur.
La saisie de l'opération est la suivante : 145071,4 / ( 3,4*10^3 ) = 42,7 mètres.
Comprendre correctement un exercice c'est les comprendre tous.
Effectivement si l'énergie diminue de 3,4*10^3 J par mètre ; la distance avant l'arrêt complet est obtenue (proportionnalité ; produit en croix ; ..) en faisant ce calcul.
Mai je ne trouve pas le même résultat que vous145071,4 / 3,4*10^3
et vous avez oublié de préciser l'unité : il s'agit de la distance parcourue pour arrêter la voiture donc cette distance s'exprime en mètres4.267
Pour le résultat de l'opération il vaut mieux que vous utilisiez des parenthèses pour saisir les puissances de dix au dénominateur.
La saisie de l'opération est la suivante : 145071,4 / ( 3,4*10^3 ) = 42,7 mètres.
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mathieu
Re: Ecinetique - distance de freinage
Oui je suis d'accord =) !
2) J'ai réefectué le calcule et je trouve, avec les parenthèses bien sur, le meme résultat que vous, c'est à dire 42,668 mètres.
La distance de freinage de l'auto est donc de 42,7 mètres.
Pour la question 3, il faut que je reffase pareille mais juste en changeant la vitesse. Je vous envoie ça une fois fini !
2) J'ai réefectué le calcule et je trouve, avec les parenthèses bien sur, le meme résultat que vous, c'est à dire 42,668 mètres.
La distance de freinage de l'auto est donc de 42,7 mètres.
Pour la question 3, il faut que je reffase pareille mais juste en changeant la vitesse. Je vous envoie ça une fois fini !
Re: Ecinetique - distance de freinage
Exact.
Comme la vitesse initiale change, Ec initiale est plus grande. (ATTENTION AUX UNITÉS vitesse en m/s).
Et donc la distance sera plus grande.
Comme la vitesse initiale change, Ec initiale est plus grande. (ATTENTION AUX UNITÉS vitesse en m/s).
Et donc la distance sera plus grande.
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mathieu
Re: Ecinetique - distance de freinage
Alors, v' = 130Km/h = 36,11 m/s
Energie avant le freinage :
Eci = 1/2 *890*(130000/3600)² = 5,8*10^5 Joules
Energie après le freinage :
Ecf = 1/2 * 890 * v²
2Eci = 890*v²
v = racine ( 2*Ec / m) = racine (( 2*(5,8*10^5))/890 ) = 36,10 m/s
ECf= 1/2 * 890*(36,10)² = 5,8 *10^5 Joules
distance de freinage de l'auto :
v = 2,76 m/s
Ec = 1/2*890*(130000/3600)² = 5,80*10^5 J
(5,80*10^5)/(3,4*10^3) = 170,672 mètres.
Qu'en dite vous ? Merci !
Energie avant le freinage :
Eci = 1/2 *890*(130000/3600)² = 5,8*10^5 Joules
Energie après le freinage :
Ecf = 1/2 * 890 * v²
2Eci = 890*v²
v = racine ( 2*Ec / m) = racine (( 2*(5,8*10^5))/890 ) = 36,10 m/s
ECf= 1/2 * 890*(36,10)² = 5,8 *10^5 Joules
distance de freinage de l'auto :
v = 2,76 m/s
Ec = 1/2*890*(130000/3600)² = 5,80*10^5 J
(5,80*10^5)/(3,4*10^3) = 170,672 mètres.
Qu'en dite vous ? Merci !