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. |
|
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 |