ST2S

[Océane ST2S]

Bonsoir,
j'ai passé ma soirée a essayer de comprendre et je n'y arrive pas, j'espère vraiment que quelqu'un pourra m'aider.
J'ai ces deux exercices:
Sur autoroute deux véhicules se suivent en étant distants de 100 m et roulent à une vitesse de 130 km.h−1.
Le temps de réaction du conducteur depuis l'allumage des feux de stop du véhicule qui le précède est de l'ordre d'une seconde.
La distance de freinage est donnée par la formule : df=0,05 v2/k, La route est sèche (k = 0,6).
1 Calculer la vitesse en m.s-1.
Mon travail: On sait que les véhicules roulent a une vitesse de 130km.h-1 et que pour passer d'une vitesse en km.h-1 à une vitesse en m.s-1, il suffit de diviser la vitesse en km.h-1 par 3,6, soit: v = 130/3,6= 36,1 m.s-1
2 Calculer la distance liée au temps de réaction du conducteur.
Mon travail: La distance liée au temps de réaction du conducteur est dtR. Cette distance de réaction dtR est la distance parcourue à la vitesse v pendant le temps de réaction tR. On a dtR = vtR. Sachant que le temps de réaction à l'état normal est de tR= 1sec, on a: dtR=vtR dtR= 36,1x1 = 36,1m
3 Calculer la distance de freinage.
Mon travail: La distance de freinage df est la distance parcourue entre l'instant où le conducteur appuie sur la pédale de frein et celui où le véhicule est immobilisé. De plus, il nous est indiqué que la distance de freinage est donnée par la formule df= 0,05 v2/k et on sait que la route est sèche donc k= 0,6 soit pour une vitesse de 130km.h-1, la distance de freinage est df=0,05(130000/3600)/0,06= 108,66 m soit un arrondi de 109m.
4 En déduire la distance d'arrêt.
La distance d'arrêt d'un véhicule (da) est la somme de la distance dtR parcourue pendant le temps de réaction tR et de la distance de freinage df, soit:
da= dtR + df
On a donc: da = 36,1+108,6= 144,7m (que l'on peut arrondir à 145m également)
5 Citer deux facteurs influençant la distance d'arrêt : un des facteurs sera lié au conducteur.
Mon travail: On peut citer comme facteurs influençants la distance d'arrêt (da): -> l'état de la route (sèche, humide), l'état des pneus.
liés au conducteur: la fatigue, la prise de médicaments, de drogues, l'alcool..).
6 Le second véhicule de masse 1200 kg est en translation rectiligne à la vitesse de 130 km.h−1 sur une route horizontale.
Le conducteur freine jusqu'à l'arrêt complet du véhicule. Calculer la variation d'énergie cinétique Ec pendant le freinage.
-> C'est ici que j'ai beaucoup de mal, il n'y a rien a faire je ne trouve pas, peut-être pck je me suis trompée sur le début :/
J'ai dit que l'énergie cinétique s'exprime par Ec=1/2mv2 donc Ec= 1/2x1200x(36,1)2= 7,8.10^5 J. (Ca c'est faux aussi?)
J'ai dit que: la variation d'énergie cinétique s'exprime par: deltaEc = 1/2mv2B - 1/2mv2A donc j'ai mis deltaEc= 1/2x1200x(36,1)2 - 1/2x1200x(36,1) (je n'ai aucune idée de quelles valeurs il faut que je prenne et que je remplace puisqu'il s'agit de la calculer pendant le freinage, ça me perturbe :/)

Une balle de tennis de masse m (m = 54 g) est lâchée du 3e étage d'un immeuble à une hauteur h (h = 9,0 m).
On considère que les frottements sont négligeables et que la chute libre est verticale.
Donnée: g = 9,8 N.kg−1.
1 Exprimer et calculer le travail du poids de la balle de tennis.
Mon travail -> Le travail du poids de la balle de tennis d'exprime par= W(P)= -mgh
Application numérique: W(P) = 54x9,8x9,0 = 4,7 J.
2 Exprimer et calculer la variation d'énergie cinétique de la balle en fonction de m, g et h.
-> Alors là je rame encore totalement: J'ai mis que le théroreme de l'énergie cinétique est EcB-EcA=WA->B(F)=(somme)WA->B(autres forces)
3 En déduire la vitesse après 9,0 m de chute libre en m.s−1et en km.h−1.
-> du coup je n'ai pas pue répondre à cette question non plus:/
Je suis vraiment désolée, mais je vous en supplie aidez moi au plus vite, Merci d'avance!
(PS: dsl je ne sais pas comment on met les flèches pour les forces et mes 2 qui sont des carrés :S)

[SoS(13)]

Bonjour Océane,

6 Le second véhicule de masse 1200 kg est en translation rectiligne à la vitesse de 130 km.h−1 sur une route horizontale.
Le conducteur freine jusqu'à l'arrêt complet du véhicule. Calculer la variation d'énergie cinétique Ec pendant le freinage.J'ai dit que: la variation d'énergie cinétique s'exprime par: deltaEc = 1/2mv2B - 1/2mv2A

Vous êtes sur la bonne piste, il suffit de trouver les vitesses vA et vB qui correspondent au début et à la fin de la phase de freinage, tout cela est dans le texte de la question.

2 Exprimer et calculer la variation d'énergie cinétique de la balle en fonction de m, g et h.
J'ai mis que le théorème de l'énergie cinétique est EcB-EcA=WA->B(F)

La force qui travaille est le poids dont vous venez justement de calculer le travail (il y a d'ailleurs une erreur d'écriture dans ce calcul).
Je vous laisse poursuivre.

[Océane ST2S]

Bonjour,
J'ai repris ma réponse 6:
Mon travail: On sait que au début du freinage, la vitesse de la voiture est de 130km.h-1, soit 36,1m.s-1. On a donc vitesse initiale= 36,1m.s-1 (soit vA= 36,1m.s-1) et lorsque la voiture est arrétée, on en déduit que la vitesse du véhicule est nulle, soit vfinale= 0 (soit vB= 0)
On a donc:
deltaEc = 1/2mv2B - 1/2mv2A avec vB=0 et vA= 36,1m.s-1
soit:
deltaEc= 1/2mv2B - 1/2mv2A= 1/2 x1200 x(0)carré - 1/2x1200x(36,1)carré= 0 - 781926= -782 kJ.
Pendant le freinage, la variation d'énergie cinétique vaut deltaEC= -782 kJ

(PS: pour la 3,j'ai oubliée le carré dans ma formule, mais sinon est ce que les autres réponses sont correctes ou pas?)
Merci, Bonne journée

[SoS(43)]

Bonjour Océane,
Vos réponses sont correctes. Dans le calcul de la question 3 vous avez aussi divisé par 0,06 alors que k = 0,6 mais vous avez effectué le résultat du calcul correspond bien à k = 0,6 donc c'est juste une erreur de frappe.
Pour le second exercice, il y a effectivement une erreur de signe : le travail du poids est moteur lors de la chute donc il doit être positif. Pour calculer la vitesse vous devez effectivement utiliser le théorème de l'énergie cinétique. Comme il s'agit d'une chute libre, il n'y a pas d'autre force que le poids dont vous connaissez le travail. A vous de terminer.

[Océane ST2S]

Ah oui faute de frappe c'est 0,6 et pas 0,06.
II.
1. Le travail du poids sera positif puisque la balle de tennis est lâchée du 3 ème étage d'un immeuble à une hauteur h= 9,0m
Soit:
W(P)= mgh
W(P) = 0,054x9,8x9,0= 4,76 J
Soit environ 4,8J.

2. Appliquons le théorème de l'énergie cinétique:
EcB-EcA = W(P)A-B = UpA-UpB
On sait que W(P)= mgh= 4,8J
EcB-EcA = W(P)A-B = UpA-UpB= 4,8 - 4,8 = 0 J (-> ce qui est n'importe quoi au final)
J'ai vraiment du mal à comprendre quelles données il faut que j'utilise dans mes exercices, les réponses sont données directement et du coup je ne sais pas quelles données sont utilisées, j'ai juste le résultat...

3. Pour la 3 j'ai trouvée:
v=2x9.8x9= 13,28 m.s-1 soit environ 13.3m.s-1.

Pardonnez- moi pour la prise de tête, mais j'ai l'impression que c'est du chinois...

[SoS(43)]

question 1 : c'est bon.
question 2 : je ne comprend pas pourquoi vous écrivez 4,8 - 4,8. Vous avez W(P)A-B = 4,8 J, ce n'est pas une différence. Si vous voulez passer par l'énergie potentielle de pesanteur alors il faut calculer UpA et UpB. Ces deux valeurs ne sont pas égales puisque les point A et B ne sont pas à la même hauteur. Vous devez retrouvez que la différence UpA - UpB = mgh = 4,8 J.
On vous demande de toute façon un calcul littéral.
question 3 : le résultat est correct ce qui est curieux puisque normalement il découle de la réponse à la question précédente.
Pour la question 2, vous avez le théorème de l'énergie cinétique EcB-EcA = W(P)A-B et vous avez W(P)A-B = mgh : il n'y a qu'à remplacer.
Pour la question 3 : Quelle est la vitesse que vous cherchez ? Quelle est la valeur de l'autre vitesse ? Vous devriez arriver à une relation donnant la vitesse au sol (en B) en fonction de g et h (vérifiez que tout les corps,quelque soit leur masse, tombent à la même vitesse en l'absence de frottement).

[Océane ST2S]

Merci pour votre aide SoS 43:
2. D'après le théorème de l'énergie cinétique EcB-EcA = W(P)A-B = mgh. Sachant que l'on a mgh= 4,8J, On a
EcB-EcA= W(P)A-B=mgh=4,8J.

3. On cherche à déduire la vitesse après 9,0m de chute libre. On peut alors dire qu'après 9,0 m de chute, la balle de tennis sera au sol. On a donc:
Ec(sol)= mgh -> 1/2 mv2sol = mgh.
Sa vitesse avant de toucher le sol, soit après 9,0m de chute libre est égale à vsol= racine de 2gh
Application numérique: vb= racine de 2x9,8x9 = 13,28 m.s-1 soit environ 13,3m.s-1.

[Océane ST2S]

Pour la 3 on peut aussi dire que si B est le point du sol, et que la balle est lachée sans vitesse initiale en A, on a:
1/2m vb2 = mxgxh => vb = racine carrée de 2xgxh

[SoS(43)]

Trés bien.
Pour info : UpA = mgzA et UpB = mgzB (où z est la cote(hauteur) mesurée sur un axe ascendant). On a donc UpA-UpB = mg (zA-zB) et zA - zB = h : on retrouve ainsi la variation d'énergie potentiell de pesanteur UpA - UpB = mgh.
A bientôt sur le forum pour d'autres questions.

[océane ST2S]

Merci Beaucoup :)