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Problème de mécanique

Posté : mar. 30 avr. 2013 13:36
par red
Bonjour, je poste ce message afin d'avoir de l'aide para rapport a un exercice de mécanique, j'espère trouvé quelqu'un pour m'aider

j'aimerai savoir comment calculer l’énergie perdu dans un système en prenant en compte le temps de fonctionnement d'un moteur le système parle d'un moteur pour une scie qui tourne pendant 9 min et qui s’arrête.On le laisse après tourné a vide donc qu'elle et l’énergie perdu dans ce cas ?? merci

Re: Problème de mécanique

Posté : mar. 30 avr. 2013 13:45
par SoS(32)
Bonjour, Il faudrait un peu plus d'information pour répondre à cette question. A quelle vitesse tourne la scie avant de la laisser librement. Quelle est sa masse. Y a t'il une notion de puissance fournie par le courant électrique ... merci de me donner quelques indications.

Re: Problème de mécanique

Posté : mar. 30 avr. 2013 19:08
par red
là vous avez tous les données voila merci

Un fabricant de matériel industriel pour la menuiserie s'intéresse à la récupération possible d'énergie lors des
phases de décélération...
La lame d'une scie circulaire est assimilable à un disque plein en acier (masse volumique 7800 kg/m3), le
diamètre est de 400 mm, l'épaisseur est de 4 mm. La lame tourne à une vitesse N=4000 tr/min.
La lame est entraînée par un moteur dont la vitesse nominale est de 2000 tr/min. Entre les deux on insère un
réducteur de rapport 2. L'ensemble moteur et réducteur a une inertie vue du moteur de 0,686 kg m2.
1. Calculez le moment d'inertie de la lame de scie (noté Jscie).
2. Calculez l'inertie totale vue depuis le moteur.
3. Calculez l'énergie cinétique totale stockée au point nominal.
Le couple de frottement vu du moteur (à vide) est de la forme :
Cf=A+B avec A=0,9 Nm ; B=5,2 10-3 Nm/rd/s
On a besoin du moteur une minute toutes les dix minutes....
Première possibilité : on laisse tourner le moteur 9 minutes à vide à la vitesse nominale.
4. Calculez l'énergie perdue avec cette solution.
Seconde possibilité : on laisse le moteur s'arrêter sur ses frottements.
5. Calculez l'énergie perdue avec cette solution.
6. Calculez le temps pour l'arrêt complet.
Troisième possibilité : on freine le moteur et on récupère l'énergie.
7. Calculez le couple constant de freinage pour arrêter la lame en dix secondes.

Re: Problème de mécanique

Posté : mar. 30 avr. 2013 20:58
par SoS(32)
merci pour cet énoncé, ceci n'est pas du programme de TS, n'est ce pas ?
Pouvez vous me dire ce que vous avez fait, me donner les réponses et m'indiquer votre point de blocage et j'essaierai de vous aider.
Merci

Re: Problème de mécanique

Posté : mar. 30 avr. 2013 22:38
par red
voila ce que j'ai fait
1) jsci=1/2.M.R² pour avoir la masse j'ai utilisé la formule suivante : masse volumique=masse/volume et volume=pi.R².h avec h:hauteur
je remplace jsci=1/2.masse volumique.Volume.R²=1/2.7800.0,5.10^-3.(0,2)² =0.078

2) jtotal=(2*0.686)+0.078=1.45 Kg.m²

3) Ec=1/2.jtot.omega² j'ai trouvé sur internet que 1 rad/s= 10 tour/min ! donc omega=2000/10=200
Ec= 29000J

4) Em=Eutil+Epert
Epert = Em-Eutil
la je ne vois pas comment introduire le temps et calculer les pertes !!

5) 6) pareil

7) je sais que P=C.omega et P=E/T avec E: energie et T: le temps donc C= P/omega = E/omega.T là on doit utiliser quel energie et quel omega ???

merci pour votre aide :)

Re: Problème de mécanique

Posté : mer. 1 mai 2013 10:18
par SoS(32)
Bonjour et merci pour ces informations.
Revenons sur vos réponses tout d'abord.

1) jsci=1/2.M.R² pour avoir la masse j'ai utilisé la formule suivante : masse volumique=masse/volume et volume=pi.R².h avec h:hauteur
je remplace jsci=1/2.masse volumique.Volume.R²=1/2.7800.0,5.10^-3.(0,2)² =0.078
Je n'ai pas vérifier les calculs, le raisonnement semble bon, attention aux unités qu'il ne faut pas oublier

2) jtotal=(2*0.686)+0.078=1.45 Kg.m²
D'après ce dont je me souviens, le moment d'inertie du disque vu du moteur serait plutôt Jeq = Jsci*(k)^2 car jeq*Wm^2=Jsci*Wd^2 avec Wm=2000 tr/min et Wd = 4000 tr/min c'est à dire 0,078*4. Par contre je ne comprends pas pourquoi vous multipliez le moment d'inertie du moteur +réducteur vu du moteur par 2.
Jtotal serait alors 0,686 + 4*0,078

3) Ec=1/2.jtot.omega² j'ai trouvé sur internet que 1 rad/s= 10 tour/min ! donc omega=2000/10=200
Ec= 29000J
Raisonnement bon mais la valeur doit changer si mon calcul du moment d'inertie est correct.
Pour passer de tours/mins a des rad/s, il faut tout simplement considérer qu'un tour correspond à 2*pi radians et il y a 60s dans une minute donc w=2000*2*pi/60 ce qui donne un rapport légèrement supérieur à 10.

4) Ici on sait que la puissance perdue par frottement est donnée par P = C*w avec w=2000 tours/mins (à mettre en rad/s). L'énergie totale dissipée correspond alors simplement à P*t avec t en secondes (9 minutes)

5) On laisse le moteur s'arrêter sur ses frottements. Ici l'énergie perdue est donc l'énergie cinétique calculée au 3)
6) Je pense que l'utilisation du théorème de l'énergie cinétique semble approprié ici. dEc/dt = Somme des moments des forces non conservatives, ici les frottements.
En considérant Ec=1/2*J*w^2 et moment de frottement = -C*w (car résistif) avec C le couple de frottement, en dérivant l'énergie cinétique, on trouve -C = J*dw/dt d'où dt = -J*dW/C.
En intégrant sur le temps nécessaire à l'arrêt et sachant que le W final est 0, on trouve le temps. est ce que C dépend de omega W? car si c'est le cas, l'intégration devient plus complexe car il y aura apparition d'un log ln.
7) On utilise la même formule que précédemment sauf que cette fois on connait dt = 10s et on utilise le couple total. Le couple de freinage est égale au couple Total - le couple de frottement.

Voilà. ne sachant pas exactement ce que vous avez vu en cours, je ne suis pas sur des relations exigibles ici. En quelle classe êtes vous ?
Qu'en pensez vous ?

Re: Problème de mécanique

Posté : mer. 1 mai 2013 12:07
par SoS(32)
Bonjour,

Petite erreur à la question 6, la variation élémentaire d'énergie cinétique n'est pas égale à la somme des moments mais la somme des puissances.
Une fois intégré, la variation d'énergie cinétique est égale à la variation des travaux des forces non conservatives