Aide pour problème de physique

[nicolo03]

Bonjour,

J'ai un examen de physique à repasser fin aout et j'ai un quelques problèmes.

Quelqun pourrait il résoudre ce problème pour que je le compare avec ma résolution :
Vous êtes a bord d'une voiture dont la masse est de 1000 kg. La voiture se déplace à 50 Km/h, quand subitement un enfant surgit à 30 m devant vous. Votre chauffeur enfonce la pédale de frein.
(on considéra le temps de réaction de 1,5 s et la décélération de 7 m/s²)

Quelle est la force exercée par les freins ?
Quel est le travail effectué par la force de freinage ?
Quelle est la puissance développé lors du freinage ?

Merci
-----

[calculair]

bonjour,

quelle est ton avis sur le sujet ? L'accident est il evité ?

[nicolo03]

Oui l'accident est évité mais je ne suis pas sur de mes calculs concerant la force, le travail et l'éenergie !

J'ai comme résultats :

Force : 7000 N
Travail : 210 000 J
Energie : 56756 w

Merci

[invite34aa85ff]

salut

bizarre, je ne trouve pas du tout les mêmes chiffres, bon n'étant plus étudiant depuis belle lurette je ne suis pas sur de mes calculs.

Pourrais-tu me donner ta démonstration?

Ce qui me gène, c'est que j'ai du calculer les données demandées dans l'ordre inverse de l'énoncé.

++

Ps: pour moi l'enfant est une crêpe.

[A voir en vidéo sur Futura]

[nicolo03]

Voila ! Je te donne mes résolutions, mais je trouve qu'elle a l'air fort simple pour un examen de 4ème secondaire (belgique)

Force : F = m.a --> F = 1000 . 7 ---> F = 7000 N
Travail : W = F . x (distance) ----> W = 7000 . 30 ---> W = 210 000 J
Energie : P = W/T ---> P = 210 000/ 3,7 ----> P = 56756 W


Merci

Nicolas

[invite34aa85ff]

ah je suis partie différemment, j'étais sur que F=m.a ne marchais pas.
ben si en fait, donc pour la force on trouve le même résultat.

au départ j'ai trop fait de calcul intermédiaire et avec les approximation, je ne trouvait pas exactement pareil.

Bon pour la puissance je ne suis pas d'accord, la voiture ne frêne pas 30m pour s'arrêter, il y a le temps de réaction de 1.5s.
la voiture se déplace à vitesse constante durant ce temps là.

Ensuite la distance de freinage faut la calculer, elle est fonction de la vitesse de départ et de la décélération.

++

[nicolo03]

Merci pour la force mais pourrais tu calculer le reste ?

[mécano41]

Bonsoir,

Voila ! Je te donne mes résolutions, mais je trouve qu'elle a l'air fort simple pour un examen de 4ème secondaire (belgique)

Force : F = m.a --> F = 1000 . 7 ---> F = 7000 N
Travail : W = F . x (distance) ----> W = 7000 . 30 ---> W = 210 000 J
Energie : P = W/T ---> P = 210 000/ 3,7 ----> P = 56756 W

La force F est bonne (en toute rigueur c'est 1000 . -7 = -7000 N soit 7000 N en sens inverse du mouvement)

Pour le travail, tu ne freines pas pendant 30 m...

Tu as Vo = 50 km/h soit 13,888 m/s et a = -7 m/s/s ...tu peux calculer le temps t qui te permet d'atteindre un vitesse nulle

Ensuite, tu as t, Vo et a ; tu peux calculer la distance de freinage e

Pour le travail, tu sais que le frein exerce la force F sur la distance e ; tu peux donc le calculer et si tu ne t'es pas trompé, tu dois retrouver la même valeur que l'énergie cinétique du départ que tu peux calculer puisque tu as la vitesse et la masse.

Ensuite, tu calcules la puissance (et non l'énergie comme tu l'as écrit) en effectuant l'opération que tu as indiquée.

Tu peux aussi calculer la distance parcourue pendant le temps de réaction et en l'ajoutant à la distance de freinage, tu verras qu'il y a choc.

Cordialement

[calculair]

bonjour

Je suis OK pour la force de freinage à 7000 N

L'energie depensée sera 1/2 m V² = 96400 joules

La distance de freinage compte tenu du temps de latente de 1,5 s est de 9,18 m

Durée de freinage 1,62 s
Puissance de freinage = 59,5 kW

L'enfant est ecrasé

[mécano41]

Je ne trouve pas 1,62 pour le temps de freinage... mais 1,984 s

[nicolo03]

Bonjour et merci de votre aide,

Voici mes résultats :

Force : 7000 N
Temps : 1,984 s
Distance : 41,330688 m
Energie cinétique : 6944 J
Travail : 289314,816 J
Puissance : 145824 W

Je pense avoir les bonnes réponses !
Merci de comparer

Nicolas

[mécano41]

Non, la distance de freinage n'est pas bonne.

Qu'as tu utilisé pour l'exprimer?

L'énergie cinétique n'est pas bonne non plus...

[calculair]

bonjour

Force e freinage ==> F = m a donc 1000 * 7 = 7000 N

La vitesse de 50 km/h represente 13,88 m/s

L'energie cinetique a absorber par les forces de freinage sra

E = 1/2 m V² = 0,5 * 1000 * 13,88² = 96 330 Joules


Pendant le temps de reaction de 1,5 S le vehicule parcourt 13,88 *1,5 =20,8 m

Le temps de freinage est donné par V = a t donc 13,88 /7 = 1,984 s


La distance de freinage est X = 1/2 a t² = 13,78 m

L'arrêt se fait sur 13,78 + 20,8 = 34,58 m donc il y a choc

La puissance de freinage 96 330 J / 1,98 = 48 548 W

J'espère que tout le monde sera d'accord.....

[mécano41]

Bonjour,

Oui, nous sommes d'accord, mais je voulais lui expliquer pour qu'il utilise la forme générale de l'espace parcouru dans un mouvement uniformément accéléré avec vitesse initiale (ici avec a<0). Je ne voulais pas lui donner tout cuit! Enfin, il n'aura qu'à le refaire en cherchant à comprendre chaque phase...

Cordialement

[nicolo03]

Merci à vous tous, j'ai compris mes erreurs de calculs point de vue de l'energie cinétique etc ! Je vais refaire des exercices du même type

Merci

Nicolas

[calculair]

Merci à vous tous, j'ai compris mes erreurs de calculs point de vue de l'energie cinétique etc ! Je vais refaire des exercices du même type

Merci

Nicolas

D'ailleurs tu devrais retrouver le travail des forces de freinages = à l'energie cinetique aux arrondis de calcul prés

7000 N * 13,78 m = energie cinetique.

C'est une façon de verifier que tous ces calculs sont coherents et respectent la conservation de l'energie

[nicolo03]

Par contre, si l'on me demande de calculer le travail, W = F . D mais dois je prendre en compte 34 m, 20 ou 13 m ?

Merci

[mécano41]

Le travail demandé est un travail de freinage. C'est donc le produit scalaire d'un effort de freinage par une distance de freinage donc 13,78 m

[nicolo03]

En fait l'énergie cinétique est +- égale au travail ?, est-ce tout le temps le cas ?

Merci

[mécano41]

C'est le cas si le corps voit sa vitesse tomber de Vo à 0 entre to et t1 sinon, le travail du freinage est égal à la différence entre l'énergie cinétique à to et l'énergie cinétique à t1, après freinage pendant (t1-to) secondes soit 0,5.m.(V0-V1)²

[calculair]

Bonjour,

Le principe de la conservation de l'energie fait que le travail des forces de freinage doit aborber toute l'energie accumulée sous forme d'energie cinetique du mobile pour l'arrêter

Les 2 energies ( Travail et energie cinetique ) s'echangent durant le freinage

Ec = Travail de freinage ( ici)

Quand le vehicule a acceleré du tu avais Ec = Travail de la force motrice

[invite34aa85ff]

Salut

ben d'après toi d'où sort l'énergie du freinage?

++

[nicolo03]

Tiens, en parlant de conservation d'energie, quelqu'un pourrait il brievement mais clairement m'expliquer ce que c'est et me dire s'il exite des formules ou autre chose ?
Merci

[nicolo03]

A mon examen de Juin, l'on m'avait demandé "explique brievement ce qu'est le principe de conservation de l'énergie" ?

[calculair]

bonjour,

Si tu veux provoquer ton prof tu lui dis ce n'est pas un theorème, vous avez dit principe......donc il faut l'admetre !!!

En fait dans un systeme isolé , l'energie totale ( comptée sous toutes ces formes, electrique, mecanique, chaleur, ...etc ) reste constante.

Les energies s'echangent entre elles, mais la somme reste constante.

C'est le cas en particulier entre l'energie cinetique de ton vehicule et le travail des forces de freinage

tu as ici Ec + travail = constante. quand l'un augmente, l'autre diminue.

[nicolo03]

Donc si je mets ca tu crois que je peux frôler la perfection ? (lol)

[calculair]

Donc si je mets ca tu crois que je peux frôler la perfection ? (lol)

Il faut d'abord bien comprendre, ce le verifier sur des exemples, illustrer cela par des exemples simples de tous les jours.

Quand tu auras bien assimile cela, tu expliques avec tes mots et ta sensibilité physique des choses, alors tu froleras la perfection....

[nicolo03]

Saurais tu me donner quelques exemples de la vie quotidienne facile à comprendre ?

[calculair]

Bonjour,

Je crois que c'est à toi de les trouver, si tu as la volonté de trouver la quas perfection.... Je pense que je t'ai mis déjà sur des pistes.....

[nicolo03]

Je ne comprends pas très bien ce principe, il faudrait que tu me l'illustre pour qu'après je puisse comprendre !