Calcul d'énergie cinétique en tenant compte de la rotation
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Calcul d'énergie cinétique en tenant compte de la rotation



  1. #1
    tildrum

    Calcul d'énergie cinétique en tenant compte de la rotation


    ------

    Bonjour a tous et a toutes,

    Je vous expose ma question sous forme d'exercice;

    On imagine 4 roues ( de rayon R et de masse m) d'une auto. L'auto roule a une vitesse v et pèse sans les roues: M.

    Pour calculer l'énergie cinétique de la voiture je ferais de la manière suivante;





    es-ce que mon raisonnement est exact ?

    Merci d'avance de vos réponses =).

    -----
    Dernière modification par tildrum ; 09/01/2014 à 09h29.

  2. #2
    Amanuensis

    Re : Calcul d'énergie cinétique en tenant compte de la rotation

    Annulé.........
    Dernière modification par Amanuensis ; 09/01/2014 à 09h35.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  3. #3
    tildrum

    Re : Calcul d'énergie cinétique en tenant compte de la rotation

    ^^........
    Dernière modification par tildrum ; 09/01/2014 à 09h37.

  4. #4
    calculair

    Re : Calcul d'énergie cinétique en tenant compte de la rotation

    bonjour

    L'energie cinétique de la voiture en translation Ec1 = 1/2 (M+ 4m) V^2

    Il faut ajouter l'énergie de rotation des roues Ec 2 = 4 ( I w^2) avec I moment d'inertie des roues I = 1/2 mR^2 et W = 2 * Pi * N ou N = nombre de tours /s des rouues
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    tildrum

    Re : Calcul d'énergie cinétique en tenant compte de la rotation

    bonjour calculer merci pour ta réponse,

    L'énergie de rotation des roues n'est pas comprise avec le facteur 2I(v^2/R^2) ? (de la formule que j'ai énoncé)

  7. #6
    calculair

    Re : Calcul d'énergie cinétique en tenant compte de la rotation

    bonjour

    Comment comptabilisez vous l'énergie de rotation ? V^2 /R^2 représente quoi ?

    L'energie de rotation d'une roue = 1/2 I W^2 reste à exprimer cela en fonction du rayon et le la vitesse de la roue et de sa masse ( ou de sa répartition de la masse )

    détaillez votre raisonnement au lieu de mettre des formules qu'il faut déchiffrer... Vous m'obligez de raisonner à l'envers.....

    Je pars de l'explication que je traduit par des équations... le raisonnement inverse n'est pas toujours évident...
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)

  8. #7
    tildrum

    Re : Calcul d'énergie cinétique en tenant compte de la rotation

    Je vous prie de m'excuser je ne voyais pas ça comme ça,

    je vous expose donc mon raisonnement; Je prend le moment d'inertie du disque plein et homogène dont l'axe passe par le centre donc I (roues) = 0,5 X m X R2 que je multiplie par 4 car j'ai 4 roues => I (roues) = 2 x m (roues) x R2 (roues)

    Ensuite je veux calculer l'énergie cinétique totale (comprenant la voiture et les roues). J'ai donc:



    Où w est la vitesse angulaire des roues que l'on peux remplacé par


    Si on remplace I (roues) et w dans notre équation on obtient ;



    es-ce exact ?

  9. #8
    calculair

    Re : Calcul d'énergie cinétique en tenant compte de la rotation

    Bonjour,

    Cela me parait exact on peut même simplifier le 2° terme par R^2
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)

  10. #9
    tildrum

    Re : Calcul d'énergie cinétique en tenant compte de la rotation

    Merci beaucoup calculaire pour ta réponse rapide =)


    Bonne journée.

  11. #10
    invite07941352

    Re : Calcul d'énergie cinétique en tenant compte de la rotation

    Bonjour,
    Mais pourquoi s'arrêter aux roues, il y a plein d'autres choses qui tournent dans une voiture ( et plus importantes : je pense au volant moteur , entre autres ).

  12. #11
    tildrum

    Re : Calcul d'énergie cinétique en tenant compte de la rotation

    Bonjour,

    Le volant ne tourne que de manière très ponctuel et avec une vitesse et une masse insignifiante par rapport aux roues et au moteur non ?
    C'est vrai que dans le moteur il y a beaucoup de choses qui tourne, on pourrait cherché la relation entre la vitesse d'un piston et celle de la voiture.

  13. #12
    invite07941352

    Re : Calcul d'énergie cinétique en tenant compte de la rotation

    Re,
    Lisez bien, je parlais du volant MOTEUR , pièce de masse importante tournant à la vitesse du moteur ... Inertie beaucoup plus grande qu'une roue .
    Les pistons, c'est un autre problème, c'est du mouvement alternatif .

  14. #13
    EauPure

    Re : Calcul d'énergie cinétique en tenant compte de la rotation

    Bonjour,

    L'inertie thermique est elle une énergie potentielle avec pour équivalent de l'énergie cinétique une énergie thermique ?
    et pour équivalent de l'alternateur la pompe à chaleur ?
    Si oui pourrait on extraire de l'énergie de l'inertie thermique de l’océan ?
    La béatitude est l'attitude de l’abbé : la théorie bleue

  15. #14
    EauPure

    Re : Calcul d'énergie cinétique en tenant compte de la rotation

    J'aurais du écrire : pour équivalent de la roue la pompe à chaleur ?
    et ensuite il faudrait convertir la chaleur en mouvement rotatif (Stirling 40%) puis en électricité alternateur 95%
    soit 34% de rendement ou une conversion chaleur champ magnétique puis électricité (30 % ?)
    La béatitude est l'attitude de l’abbé : la théorie bleue

  16. #15
    EauPure

    Re : Calcul d'énergie cinétique en tenant compte de la rotation

    Quel devrait être le COP de la pompe à chaleur pour avoir un rendement inertie thermique -> électricité supérieur à 1 ?

    Que ce passe t'il sur une même source d'inertie thermique mais à des positions différentes quand on met 2 pompes à chaleur inversé l'une donnant une source chaude et l'autre froide ?
    à mon avis le rendement des pompe chute rapidement mais si on inverse les pompes cycliquement le rendement devient sinusoïdal
    N'y aurait il pas comme pour les trou noir un phénomène d'évaporation accéléré des calories qui permettrait d'extraire de l'énergie de l'inertie thermique ?
    La béatitude est l'attitude de l’abbé : la théorie bleue

  17. #16
    sitalgo

    Re : Calcul d'énergie cinétique en tenant compte de la rotation

    B'jour,
    Citation Envoyé par EauPure Voir le message
    L'inertie thermique est elle une énergie potentielle
    Non. La suite est donc sans objet.
    L'inertie thermique caractérise la capacité d'un objet à conserver sa température. Cela dépend de nombreux paramètres (masse, forme, capacité calorifique, conductivité thermique...)
    Mais si t'as l'gosier, Qu'une armure d'acier, Matelasse. Brassens, Le bistrot.

  18. #17
    sitalgo

    Re : Calcul d'énergie cinétique en tenant compte de la rotation

    Citation Envoyé par EauPure Voir le message
    Quel devrait être le COP de la pompe à chaleur pour avoir un rendement inertie thermique -> électricité supérieur à 1 ?

    Que ce passe t'il sur une même source d'inertie thermique mais à des positions différentes quand on met 2 pompes à chaleur inversé l'une donnant une source chaude et l'autre froide ?
    à mon avis le rendement des pompe chute rapidement mais si on inverse les pompes cycliquement le rendement devient sinusoïdal
    N'y aurait il pas comme pour les trou noir un phénomène d'évaporation accéléré des calories qui permettrait d'extraire de l'énergie de l'inertie thermique ?
    Ce que l'on conçoit bien s'énonce clairement,
    Et les mots pour le dire arrivent aisément.
    Boileau.
    Mais si t'as l'gosier, Qu'une armure d'acier, Matelasse. Brassens, Le bistrot.

  19. #18
    EauPure

    Re : Calcul d'énergie cinétique en tenant compte de la rotation

    Citation Envoyé par sitalgo Voir le message
    B'jour,

    Non. La suite est donc sans objet.
    L'inertie thermique caractérise la capacité d'un objet à conserver sa température. Cela dépend de nombreux paramètres (masse, forme, capacité calorifique, conductivité thermique...)
    ou est donc l'énergie thermique dans un ballon d'eau chaude sanitaire si ce n'est dans son inertie thermique ?
    La béatitude est l'attitude de l’abbé : la théorie bleue

  20. #19
    sitalgo

    Re : Calcul d'énergie cinétique en tenant compte de la rotation

    Enlève l'isolant du ballon et la température baissera bien plus rapidement, pourtant l'inertie thermique de l'eau est la même.
    S'il y avait une unité pour caractériser l'inertie thermique ce ne serait certainement pas le joule.
    Mais si t'as l'gosier, Qu'une armure d'acier, Matelasse. Brassens, Le bistrot.

  21. #20
    EauPure

    Re : Calcul d'énergie cinétique en tenant compte de la rotation

    Merci, je n'avais pas vérifié et j'ai confondus Capacité thermique et Inertie thermique
    Donc ma question serait : La Capacité thermique est elle une énergie potentielle ?
    Et en remplaçant Inertie par Capacité
    Citation Envoyé par EauPure Voir le message
    Quel devrait être le COP de la pompe à chaleur pour avoir un rendement Capacité thermique -> électricité supérieur à 1 ?

    Que ce passe t'il sur une même source de Capacité thermique mais à des positions différentes quand on met 2 pompes à chaleur inversé l'une donnant une source chaude et l'autre froide ?
    à mon avis le rendement des pompe chute rapidement mais si on inverse les pompes cycliquement le rendement devient sinusoïdal
    N'y aurait il pas comme pour les trou noir un phénomène d'évaporation accéléré des calories qui permettrait d'extraire de l'énergie de la capacité thermique ?
    La béatitude est l'attitude de l’abbé : la théorie bleue

  22. #21
    EauPure

    Re : Calcul d'énergie cinétique en tenant compte de la rotation

    c'est peut être tout simplement énergie thermique
    mais ce qui me trouble avec 2 pompes à chaleur inversé c'est qu'on peut mélanger leur rejet (+froid et +chaud que la source) et ce mélange aura à peut prés la température de la source ce qui permet au rendement des 2 pompes de ne pas chuter puisque la température de la source reste à peut prés constante et on peut le maintenir constant par un léger apport extérieur à la source.
    ainsi un volume d'eau limité pourrait permettre de créer de l'énergie ce qui me semble impossible
    La béatitude est l'attitude de l’abbé : la théorie bleue

  23. #22
    EauPure

    Re : Calcul d'énergie cinétique en tenant compte de la rotation

    Le plus fou c'est que comme dans le Stirling qui améliore son rendement en récupérant la chaleur du refroidissement isochore on peut transformer 30% des rejets en électricité tout en homogénéisant leur température pour les rejeter à une température aussi proche que possible de la source
    La béatitude est l'attitude de l’abbé : la théorie bleue

  24. #23
    EauPure

    Re : Calcul d'énergie cinétique en tenant compte de la rotation

    pour donner une idée de rendement maximum
    Une pompe magnéto-calorique dans 2 laboratoire a un COP de 6 pour 10°
    2 pompes inversé donnerait 20° d'écart avec un COP de 3 (et oui j'avais oublié ce détail)
    Alors c'est le Sirling qui doit donner la différence de température optimale pour lui
    Car si il a un rendement de 40% avec 10° d'écart ça fait un rendement électrique de plus de 2
    La béatitude est l'attitude de l’abbé : la théorie bleue

  25. #24
    EauPure

    Re : Calcul d'énergie cinétique en tenant compte de la rotation

    Le stirling ne pas pas dépasser 31 % pour 10°
    La béatitude est l'attitude de l’abbé : la théorie bleue

  26. #25
    EauPure

    Re : Calcul d'énergie cinétique en tenant compte de la rotation

    ça fait pour 10° cop 6 ,Stirling 0,31 génératrice 0,95
    6*0,31*0,95 = 1,77
    Mais pour le Stirling, de combien faut il baisser le rendement théorique 1-(Tf/Tc)=0,31 pour 10° dans la pratique ?
    La béatitude est l'attitude de l’abbé : la théorie bleue

  27. #26
    sitalgo

    Re : Calcul d'énergie cinétique en tenant compte de la rotation

    Citation Envoyé par EauPure Voir le message
    c'est peut être tout simplement énergie thermique
    C'est exactement cela, ou encore énergie calorifique.
    mais ce qui me trouble avec 2 pompes à chaleur inversé c'est qu'on peut mélanger leur rejet (+froid et +chaud que la source) et ce mélange aura à peut prés la température de la source ce qui permet au rendement des 2 pompes de ne pas chuter puisque la température de la source reste à peut prés constante et on peut le maintenir constant par un léger apport extérieur à la source.
    Étant donné que la différence de température des sources ne se modifie pas avec le temps, rien ne change. Économiquement c'est idiot puisqu'on dépense de l'énergie pour ne rien faire.
    ainsi un volume d'eau limité pourrait permettre de créer de l'énergie ce qui me semble impossible
    Ça ne fait pas que sembler. D'ailleurs je ne vois pas le rapport.
    Mais si t'as l'gosier, Qu'une armure d'acier, Matelasse. Brassens, Le bistrot.

  28. #27
    EauPure

    Re : Calcul d'énergie cinétique en tenant compte de la rotation

    Je dois mal comprendre le fonctionnement d'un pompe à chaleur
    Pour moi elle part d'une source qui doit avoir une température constante pour conserver un rendement constant
    de cette source elle extrait des calories ou des frigories en utilisant une énergie E
    et le cop représente la quantité de calories par kwh dépensé.
    et elle rejette dans la source des frigories ou des calories inverse
    Si on a qu'une pompe et qu'elle chauffe elle refroidit la source et inversement
    On peut mettre un Stirling sur la source (comme source froide) et la sortie de la pompe à chaleur avec un COP de 6 pour 10° comme source chaude
    Si on met la même chose en inversant la pompe les rejet s'annulent mais les 2 Stirling on bien 2 source avec 10° d’écart
    Où est que ce raisonnement est faut ?
    Dernière modification par EauPure ; 12/02/2014 à 14h21.
    La béatitude est l'attitude de l’abbé : la théorie bleue

  29. #28
    EauPure

    Re : Calcul d'énergie cinétique en tenant compte de la rotation

    Le raisonnement le plus simple
    Un pompe à chaleur extrait de l’énergie thermique avec un cop supérieur à 1
    Si on a une conversion énergie thermique électricité avec un rendement * cop >1 alors ont peut alimenter la pompe et générer de l’électricité
    Le meilleurs rendement est de nos jour Stirling + génératrice en attendant mieux et plus direct
    Dernière modification par EauPure ; 12/02/2014 à 14h32.
    La béatitude est l'attitude de l’abbé : la théorie bleue

  30. #29
    sitalgo

    Re : Calcul d'énergie cinétique en tenant compte de la rotation

    Citation Envoyé par EauPure Voir le message
    Pour moi elle part d'une source qui doit avoir une température constante pour conserver un rendement constant
    de cette source elle extrait des calories ou des frigories en utilisant une énergie E
    C'est un peu plus compliqué que ça.
    On a déjà la limite de Carnot qui donne l'efficacité maximum théorique que peut avoir un système : eta = 1 - Tf/Tc
    Par rapport à cette limite, l'appareil a un rendement qui n'est pas forcément uniforme sur sa plage de fonctionnement auquel on ajoute les pertes diverses et variées. Un rendement de 1 ferait donc qu'on est à la limite de Carnot.
    Mais si t'as l'gosier, Qu'une armure d'acier, Matelasse. Brassens, Le bistrot.

  31. #30
    EauPure

    Re : Calcul d'énergie cinétique en tenant compte de la rotation

    Je ne comprend pas à quel système vous faites allusion
    pour le Stirling la limite théorique est bien Carnot mais pour une pompe à chaleur non puisqu'elle puise ses calories à l'extérieur avec un rendement toujours supérieur à 1 sinon ce ne serait pas une pompe à chaleur
    Si vous m’opposez la théorie thermodynamique je sais bien que l'entropie interdit ça et c'est bien ça qui me trouble
    Dernière modification par EauPure ; 12/02/2014 à 17h32.
    La béatitude est l'attitude de l’abbé : la théorie bleue

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