SOS physique-chimie

Bonjour voici les premières questions d'un exercice qui me pose problème :

Une voiture, de masse m = 1,268 tonne, roule tout droit initialement à une vitesse constante de
vi = 85,7 km/h sur une route de pente nulle.

1. Comment peut on qualifier le mouvement initial de cette voiture ? Je ne sais pas.
2. Calculer la vitesse de cette voiture en m/s. On convertit 85,7 km/h en m/s ce qui donne 23.81 m/s.
3. Calculer alors son énergie cinétique Eci. Ec = 1/2 x m x v² = 1/2 x 1268 x (23,81)² = 359 424,9 J
4. Est il judicieux de fixer la référence d'altitude h = 0 au niveau de cette route ? Je ne sais pas.
5. Calculer alors son énergie potentielle Epi. Ep = m x g x z On a pas de distance en mètre donc impossible ??
6. Déduire l'énergie mécanique Emi de ce véhicule dans son mouvement initial ? Demeure t-elle
constante au cours de ce mouvement ? Justifier. Je ne sais pas

Bonsoir Bryan
1) La voiture suit une trajectoire droite et a une vitesse constante. Donner la nature de son mouvement revient à donner deux termes traduisant les caractéristiques soulignées. Trouvez-vous ?
2) OK avec votre réponse mais un chiffre significatif de trop.
3) OK pour votre réponse mais vous devez donner le résultat avec moins de chiffres significatifs.
4) Cette question vous est posée par rapport au calcul ultérieur de l'énergie potentielle de la voiture. Comme vous l'avez écrit par la suite : Ep = m.g.z avec une origine des altitudes z à choisir si l'exercice ne vous l'impose pas. Que pensez-vous de choisir z= 0 au niveau de la route sachant que la route a une pente nulle ?
5) Votre formule est juste mais vous avez raison que vaut l'altitude z ? Se référer alors à la réponse précédente...
6) Connaissez-vous l'expression de l'énergie mécanique pour pouvoir répondre ?

Bonjour,

1) Non, je ne vois toujours pas.
4) Oui.
5) Ep = m.g.z = 1268 x 9,81 x 0 = 12 439 J
6) On arrondit à 359 425 --> 359 425 + 12 439 = 371 864 J. Non, elle augmente.

J'ai une suite si vous pourriez m'aider encore ce serait super !

La voiture aborde alors un segment de route rectiligne de longueur L = 90 m. mais incliné d'un angle
de 17° avec la route sur laquelle elle roulait jusqu'alors. En abordant cette pente montante, la voiture
coupe son moteur.
Cette pente montante se termine par une falaise ... Il est donc impératif de savoir si la voiture va
tomber de cette falaise ... !!!

7. Schématiser la situation. C'est OK
8. Comment va évoluer la vitesse du véhicule ? Quel est le fondement physique de cette variation ? La vitesse du véhicule va diminuer. Les variations d'énergies Ec et Ep ne se compensent plus ??
9. Calculer le dénivelé H entre le niveau de la route initiale et le haut de la pente ? Je ne sais pas.
10. Calculer alors l'énergie potentielle Epf du véhicule en haut de la montée. Epf = 1268 x 9,81 x 90 = 1 119 517,2 J
11. En supposant la constance de l'énergie mécanique, déduire l'énergie cinétique de la voiture en haut de
la pente Ecf ? Je ne sais pas.
12. Statuer alors sur la chute éventuelle de la voiture ... Je ne sais pas.
13. Si la voiture tombe, alors quelle devrait être la longueur minimale de la pente pour que la voiture
puisse s'arrêter juste au bord de la falaise ? Je ne sais pas.

Aide : poser le problème sous la forme : Emi = Emf
soit : Eci + Epi = Ecf + Epf
et poser que Ecf = 0 si on suppose que la voiture s'arrête ...

1) La voiture a un mouvement rectiligne (trajectoire droite) uniforme (vitesse constante).
4) Si l'origine des altitudes est au niveau de la route , on pose z = 0 (ou h = 0)
5) Epi = m*g*z avec z = 0 . Attention, un produit avec 0 conduit à un résultat égal à 0 !!!
6) Emi = Eci + Epi = Eci + O = 3,59.105 J ; Emf = Ecf + Epf avec Eci = Ecf car vitesse constante et Epi =Epf = 0 car route de pente nulle
donc Em reste constante au cours du mouvement !
8) Le mouvement se faisant à priori sans frottements, Em = Ec + Ec = constante au cours du mouvement. Que pensez-vous de Ep lors de la montée de la voiture sur la route inclinée ? En déduire comment évolue Ec.
9) Pour calculer le dénivelé vous devez vous aider du schéma et penser à une relation de trigonométrie.
10) Votre calcul de Ep est faux car vous avez utilisé la longueur de la route et non le dénivelé (dans la formule m*g*z ; z correspond à une altitude ou un dénivelé)...
Voici déjà quelques pistes pour la suite de votre résolution.

8) Ep augmente donc Ec augmente également.
9) Je ne vois pas quelle relation trigonométrique utilisée.
10) Je ne peux pas y répondre.

8) Em = Ec + Ep donc si Em = constante alors que Ep augmente (puisque l'altitude z augmente) alors Ec doit plutôt diminuer !
9) D'après votre schéma, ne trouvez-vous pas une relation entre L , H(dénivelé) et sin17° ?
10) Ep = m*g*H (l'altitude en haut de la montée donc correspondant à H)

Je ne vois vraiment pas de relation pour la question 9.
10) Ep = m x g x z = 1268 x 9,81 x sin(17°) = 3636 J ??

9) Votre schéma doit correspondre à un triangle rectangle. Vous pouvez écrire : sin17° = côte opposé/hypoténuse soit : sin17° = H/L avec H : dénivelé.
Voyez-vous ?

Mon schéma ne ressemble pas à un triangle rectangle

Pour ce type d'exercice, je vous conseille de faire un schéma vu de côté (en coupe).
La route correspondant à la 1ère partie de l'exercice est un segment horizontal.
La route correspondant à la 2ème partie doit être une segment dont la 1ère extrémité correspond à la fin du 1er segment. Il doit être incliné (17° : angle entre l'horizontale et le segment) ; la longueur de ce 2ème segment doit être égale à L ; la fin du 2ème segment doit être à une hauteur H par rapport à l'horizontale.
Ce descriptif vous éclaire-t-il ?
Si non, je posterai un schéma.

Non pas trop, désolé je ne comprends toujours pas.

Voici un schéma.

Donc H = 26,3

10) Epf = 1268 x 9,81 x 26,3 = 3,75 x 10^5 J.
11) En supposant la constance de l'énergie mécanique, déduire l'énergie cinétique de la voiture en haut de
la pente Ecf ? Emf = Ecf + Epf d'où Ecf = Epf - Emf ?

9) H = 26,3 m en effet. ( Comme L n'est donnée qu'avec 2 chiffres significatifs, on peut juste donner 26 m)
10) Le calcul posé pour Epf est correct mais pas le résultat final.
11) Vous faites ici encore une erreur de calcul : si Emf = Ecf + Epf alors Ecf = Emf - Epf