maintenir à haute vitesse, plus coûteux en énergie ?

[curiouswanderer]

Bonjour,

Je me pose une question sûrement simple quand on connait un peu la physique: maintenir une voiture a 130km/h, ça demande plus d'énergie que de la maintenir a 30km/h non ? (en considérant que le moteur tourne a la même vitesse)
Ou bien maintenir la voiture a une vitesse (pas l'accélération), quelle qu'elle soit, demande autant d'énergie ?
(Je parle de voiture mais j'aurais pu prendre l'exemple du vélo, c'est pas le moteur de la voiture en soit qui m'interresse)

En écrivant la question je me dis que forcément, la résistance de l'air augmente donc ça demande plus d'énergie. J'ai bon ?
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[baxtair]

Bonjour !

En effet la traînée sera plus importante et donc plus d'énergie sera nécessaire pour maintenir la vitesse constante.

[baxtair]

Mais si on prend un objet isolée de toutes force extérieur (force de frottement comme force de pesanteur) qu'il se déplace à 130km/h ou 30km/h il n'aura pas besoin d'énergie en plus pour maintenir sa vitesse initial.

[petitmousse49]

Bonjour
En simplifiant un peu : à vitesse constante, sur route horizontale, la puissance du moteur doit compenser la puissance de la force de traînée. La valeur absolue de la puissance de la force de traînée est de la forme : k.v³. La puissance du moteur est donc :
P=k.v³/r
en notant r le rendement de la transmission de puissance.

[A voir en vidéo sur Futura]

[obi76]

Mais si on prend un objet isolée de toutes force extérieur (force de frottement comme force de pesanteur) qu'il se déplace à 130km/h ou 30km/h il n'aura pas besoin d'énergie en plus pour maintenir sa vitesse initial.

Oui, mais en l’occurrence une voiture ne roule pas dans le vide et sans frottement. Elle roule dans l'air (-> frottements aérodynamiques) et son moteur tourne (-> frottements mécaniques).

[curiouswanderer]

Merci de vos réponses !

@baxtair c'est le mouvement rectiligne uniforme non ?

@petitmousse49 j'imagine que v c'est la vitesse, mais k ?

[Garion]

En fait sans frottement une voiture n'aurait strictement pas d'énergie à dépenser pour maintenir sa vitesse.

[baxtair]

@baxtair c'est le mouvement rectiligne uniforme non ?

Oui exactement

Oui, mais en l’occurrence une voiture ne roule pas dans le vide et sans frottement. Elle roule dans l'air (-> frottements aérodynamiques) et son moteur tourne (-> frottements mécaniques).

Effectivement, d'où mon premier message malgré que j'ai omis les frottements mécaniques ^^.

[obi76]

Effectivement, d'où mon premier message malgré que j'ai omis les frottements mécaniques ^^.

Ha bah si votre système est isolé, alors effectivement il ne faut aucune énergie pour conserver sa vitesse. C'est pour ça que moins il y a de frottements, mieux c'est (importance de l'huile, importance des pneus, importance de la forme du véhicule pour les frottements aéro, etc.)

[Dynamix]

Bonjour
En simplifiant un peu : à vitesse constante, sur route horizontale, la puissance du moteur doit compenser la puissance de la force de traînée. La valeur absolue de la puissance de la force de traînée est de la forme : k.v³.

La question porte sur l' énergie et non la puissance .
La réponse est donc de la forme kdv² avec d la distance parcourue .
A quoi s' ajoute le travail des autres résistances indépendantes de la vitesse .

[petitmousse49]

Dans la formule que j'ai fournie jier à 18h30, k est un coefficient qui tient compte des propriétés de l'air et de la géométrie du véhicule. Comme l'a fait remarquer Dynamix, ayant la puissance, il est facile de passer à l'énergie sous réserve que le mouvement soit rectiligne uniforme. La durée du parcours étant t=d/v, tu arrives à une énergie dépensée :

Le facteur r prend en compte les différentes causes de dissipation autres que la force de traînée exercée par l'air.
Tout cela est bien sûr très simplifié mais une chose est sûre : augmenter la vitesse, augmente la consommation du véhicule. Dire que cette consommation est proportionnelle au carré de la vitesse est cependant un peu abusif : le rendement du moteur n'est pas constant...

[jiherve]

Bonjour,
c'est même très compliqué car il faut aussi tenir compte du rapport engagé qui a vitesse égale dépendra du couple nécessaire!

Ce qui fait que les discours simplistes concernant réduction de vitesses de qqs km/h et pollution devraient être évité.
JR