Table des matières
Joindre l'auteur

Considérations sur le fonctionnement des automobiles

Problème

Considérations mécaniques

On néglige dans les questions 1 et 2 tout force de frottement de l’air, les liaisons de rotation sont supposées parfaites.
On considère une roue de masse M, de rayon a possédant une symétrie de révolution par rapport à son axe de rotation. On appelle C le centre de masse de la roue et J son moment d’inertie par rapport à l’axe de révolution.

1) Initialement la roue tourne à vitesse de rotation avec quand on la " pose libre" sur la direction x du plan horizontal.

1)a) Calculer la vitesse de glissement du point I de la roue au contact du plan.
En déduire la direction et le sens de la réaction qu’exerce le plan sur la roue.
1)b) Ecrire le théorème de la résultante cinétique et le
théorème du moment cinétique au centre de masse.

1)c) Pour un coefficient de frottement f, calculer la vitesse de rotation et la vitesse du centre de masse ; en déduire le temps à partir duquel la vitesse de glissement devient nulle.

2) Pour des temps , la vitesse de glissement est nulle.
2)a) Ecrire la condition de roulement sans glissement.
En déduire, en utilisant le 1)b) la vitesse de rotation , la vitesse du centre de masse et la réaction tangentielle exercée par le plan sur la roue.
2)b) Pouvait on établir ces résultats à partir du concept d’énergie mécanique ?
2)c) Comparer les deux méthodes.

| Réponse 1a | Réponse 1b | Réponse 1c | Réponse 2a | Réponse 2b | Réponse 2c |

Considérations énergétiques

3) Dans la fiche technique d’une automobile, on lit les renseignements suivants : à la consommation est de , à elle est de , en ville de .
3)a) Ceci est il conforme avec les résultats du 2)
3)b) Le " pouvoir calorifique " de l’essence est de , sa densité est égale à 0,9.
En déduire la puissance de l’automobile à si le rendement thermique du moteur est 0,3.

| Réponse 3a | Réponse 3b |

Sécurité automobile

Rôle du pneu : dans une publicité, on peut lire " le pneu … assèche la route grâce à ses canaux qui s’élargissent ".
Commenter

| Réponse |

ABS : Les notices techniques présentent le système ABS comme facteur supplémentaire de sécurité.
Pourquoi ?

| Réponse |

Ceinture de sécurité : Une voiture circule à lorsqu’elle entre en collision avec un arbre.
- Sans ceinture de sécurité, un passager heurte le pare-brise de la tête. Il s’immobilise en , la surface de contact tête pare-brise est estimée à , la masse de la tête à .
- Avec ceinture de sécurité, un passager de masse s’immobilise en et la surface de contact ceinture passager est évaluée à .
Trouver, dans chaque cas, la force développée sur la surface de contact et la force par unité de surface corrélative à la gravité des blessures.

| Réponse |