Exercice physique : TGV

[invitef9710efd]

Bonjour, j'ai un exercice de physique à faire mais je suis bloqué. Voici mon énoncé :

Les forces résistantes auxquelles est soumis un train à grande vitesse en mouvement de translation sur une voie rectiligne horizontale sont exprimées par la relation : Fr= 0.0572v2 (au carré) + 3.34v + 254 avec v en km.h-1 et Fr en daN

1) Quelles sont les origines de ces forces?
2) Calculer la valeur de ces forces de frottements lorsque le TGVest lancé à 340 km.h-1
3) Déterminer la puissance des forces de traction crées sur les roues motrices du train
4)a) Représenter graphiquement la puissance des forces de tractionen fonction de la vitesse pour 0<500 (en km.h-1)
b) determiner la puissance nécessaire si l'on veut doubler la vitesse donnée au 2.
5) Le même train circule sur une rampe rectiligne de pente égale à 0.007 à la vitesse de 300 km.h-1; la puissance des forces motrices est alors Pm= 8700kW
a) calculer la valeur des forces motrices
b) determiner la valeur des forces resistantes
c) identifier l'origine de ces forces
d) trouver la masse de la rame du TGV

J'ai déjà répondu aux questions suivantes :

1) - La résistance aux roulements
- La résistance aérodynamique

2) Fr(340) = 0,0572*340² + 3,34*340 + 254 = 8,0*10^3

Mais je bloque pour la 3), je ne sais pas quel formule utiliser. J'ai pensé à P(F) = W(F)/delta t mais pour cette formule il me manque des valeurs pour calculer W(F).

J'espère que vous pourrez m'aider, Merci d'avance !
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[invite60be3959]

Bonsoir,

attention pour la 2) il manque l'unité de la force. Une réponse sans unité c'est 0 !
Pour la 3), effectivement on utilise P=W/delta(t). Le plus simple est de prendre delta(t) = 1 s et il faut alors calculer le travail effectué par la force motrice(Fm) sur la distance parcourue(d) par le train en 1s(facile à calculer puisqu'on connait la vitesse et le temps). Le travail de cette force, par définition, vaut Fm*d. Si on trouve Fm on aura donc la puissance recherchée.
Puisque le train est en mouvement rectiligne uniforme(vitesse constante) la somme des forces(en vecteur) est égale au vecteur nul(1ère loi de Newton). Sur l'axe de déplacement du train les seules forces en présence sont la force motrice(Fm) et la force de frottement(Fr). On a donc, en vecteur Fm + Fr = 0 et en module Fm = Fr, que tu as calculé à la question 2). On en déduit alors la puissance en ayant pas oublié de mettre Fm en N(et pas en daN).

Pour la 4) on reprend simplement l'expression de Fr en fonction de v (qui vaut Fm toujours)et on obtient une puissance en fonction de v que l'on peut alors tracer. Pour le reste à toi de jouer !

[invitef9710efd]

Merci beaucoup pour votre aide !!

mais justement j'ai du mal à saisir comment calcul t'on Fm ?

[invitef9710efd]

Non j'avais mal lu, fm=Fr ^^

[A voir en vidéo sur Futura]