PENTE et PUISSANCE

[yoruichisama]

Bonjour
pouvez vous m'aidez à resoudre ce exo

une auto de masse m = 1000kg , parcoure une route horizontale ;la somme des forces de frottement f = 150 n
1 calculer la puissance que doit devellopper le moteur pour maintenir constante la vitesse V = 72 km/h

2 l'auto arrive sur une pente de 2 pourcent , calculer la nouvelle puissance avec la meme vitesse

merci bien

[Mathusalem]

Bonjour
pouvez vous m'aidez à resoudre ce exo

une auto de masse m = 1000kg , parcoure une route horizontale ;la somme des forces de frottement f = 150 n
1 calculer la puissance que doit devellopper le moteur pour maintenir constante la vitesse V = 72 km/h

2 l'auto arrive sur une pente de 2 pourcent , calculer la nouvelle puissance avec la meme vitesse

merci bien

Quelle est l'expression d'une puissance ?
P = quelquechose fois quelquechose

[yoruichisama]

selon la formule P= F.V
c quoi F entre le poids et la force de frottement

[Cryptocatron-11]

F c'est la force que t'appliques à ton solide se déplaçant à une vitesse v. Ici c'est donc 150 Newton. Le poids on s'en fiche dans la 1). C'est dans la 2) où l'on risque d'en avoir besoin

[yoruichisama]

F c'est la force que t'appliques à ton solide se déplaçant à une vitesse v. Ici c'est donc 150 Newton. Le poids on s'en fiche dans la 1). C'est dans la 2) où l'on risque d'en avoir besoin

pourquoi le poids n'est pas necessaire dans la 1

[Cryptocatron-11]

Parce que la réaction normale de la route vient annuler le poids .

[Cryptocatron-11]

Est-ce que tu as fait le dessin avec les forces qui s'applique sur le véhicule ? C'est pratique avant de se lancer dans les calculs. Du coup la puissance vaut ? (histoire de passer à la deux car elle est mathématiquement parlant très intéressante)

[yoruichisama]

Parce que la réaction normale de la route vient annuler le poids .

dsl mais je vois pas tres bien ncomment la reaction normale peut annuler le poids :hum:
tu veux bien me l'expliquer ?

[Cryptocatron-11]

dsl mais je vois pas tres bien ncomment la reaction normale peut annuler le poids :hum:
tu veux bien me l'expliquer ?

Une force peut être représentée graphiquement par un vecteur. Le poids et la réaction du support sont des forces :
-> La réaction du support est décomposée en deux forces :
- une réaction normale (perpendiculaire à la route)
- une réaction tangentielle correspondant aux forces de frottements (parallèle à la route).
-> Le poids s'applique sur le barycentre (On appelle ce barycentre : le centre d'inertie pour le poids). En fait, le poids ne s'applique pas en un point, il s'applique soit sur une surface soit sur un volume ... et on dit que son point d'application est le barycentre du système mécanique étudié (en l’occurrence ta voiture ici)

Donc tu as trois vecteurs le poids , la réaction normale et la réaction tangentielle qui s'applique sur le véhicule.

Tu es d'accord pour dire que le poids et la réaction normale sont orientés verticalement (suivant l'axe z) mais ils sont de sens opposés.
Voilà un schéma :
On voit mal mais R (en rouge) désigne la réaction normale , T (en vert) représente la composante tangentielle(force de frottement) et P (en noir) c'est le poids. La caisse grise c'est la voiture.
On remarque bien que la flèche verticale rouge dirigée vers le haut (vecteur R) est opposée à la flèche noire verticale dirigée vers le bas (Vecteur P)

La voiture ne monte pas et ne descend pas (elle reste à la même altitude), elle se déplace horizontalement donc ça veut bien dire que


Sinon, si cette égalité ne serait pas respectée (module du vecteur poids supérieur à la réaction normale de la route par exemple) il existerait une force verticale dirigée vers le bas et qui causerait un mouvement vertical (la voiture qui s'enfoncerait dans le sol) , ce qui n'est pas le cas dans ton exercice.

[Cryptocatron-11]

La force de réaction normale c'est tout simplement une force exercée par le sol sur la surface inférieure de la caisse grise. Elles sont d'origine électrostatique

[yoruichisama]

La force de réaction normale c'est tout simplement une force exercée par le sol sur la surface inférieure de la caisse grise. Elles sont d'origine électrostatique

donc pour la premiere question P = f.v
et pour la deuxieme P= f+P . v
c bien ca ?

[Cryptocatron-11]

Ouais mais ça te donne quoi pour le 1 ? donne le résutlat numérique

Car P=F.v est un produit scalaire et faut faire attention au signe !

Pour le 2 ) c'est pas exactement ça. c'est (f+(P+R)) . v
La difficulté mathématiques est de trouver P+R

[LeJeu]

La force de réaction normale c'est tout simplement une force exercée par le sol sur la surface inférieure de la caisse grise. Elles sont d'origine électrostatique

là je pense que non ...pas un poil d'électrostatique en vue !

[Cryptocatron-11]

là je pense que non ...pas un poil d'électrostatique en vue !

Ben quand tu marches sur le sol ... le sol dur il est bien constitué d'atomes non ? qu'est ce qui assure la cohésion de sa structure atomique ?

[Mathusalem]

Si on avait une définition propre de la puissance (sais pas.. en termes de vecteurs et d'un produit scalaire) on se serait évités des pages d'élucubrations fumeuses sur pourquoi on considère une force et pas une autre.

Pour la 2, ce qu'a écrit Cryptocatron est faux. Meler des forces qui ne travaillent pas dans de la puissance, faut oser. Encore une fois, il serait judicieux d'avoir une définition propre de la puissance.

Pour ce qu'il en est de la force de frottement, elle n'est certainement pas de nature électrostatique. Réfléchis un peu. On colle à la Terre à cause d'une force électrique à ton avis ?

[Benjamin]

Bonjour,

Cryptocatron-11 a raion sur la réaction du support : il s'agit bien d'une force électrostatique / électro-magnétique. La gravité nous attire vers la terre, et la raison pour laquelle on ne s'enfonce pas est que le sol intéragit avec nos pieds via une force électromagnétique. Globalement, toutes les forces mécaniques de contacts (réaction, frottements) sont des forces de natures électro-magnétiques.

Par contre, je suis également d'accord avec Mathusalem qu'il y a certain manquement pédagogique dans la réponse de Cryptocatron-11. La raison pour laquelle on se fout du poids dans la question 1, ce n'est pas qu'il est compensé par R, c'est parce que cest une force qui ne travaille pas car perpendiculaire à la direction de déplacement.

[Cryptocatron-11]

@Mathusalem : Pourquoi t'es insolent comme ça ? Mais pourquoi ne pas mettre ton ego sur dimentionnel de côté de temps en temps ? T'es pas obligé de rajouter des commentaires insolents
Et oui, parce-que t'es loin d'être irréprochable pour te permettre ce genre de commentaires. Puis-je te rappeler les balivernes que tu m'as sorti y'a à peine 1 an et demi sur un exercice de thermochimie (le moteur à combustion). C'est dommage que tout les posts MF de mi 2011 aient été effacés.

Pour la 2, ce qu'a écrit Cryptocatron est faux. Meler des forces qui ne travaillent pas dans de la puissance, faut oser.

ça revient au même résultat numérique au final. Même si R.v ça vaut 0...
Donc non c'est pas faux. Y'a une bible qui dit que j'irai en enfer si jamais j'ajoute des forces qui ne travaillent pas ?

Pour ce qu'il en est de la force de frottement, elle n'est certainement pas de nature électrostatique. Réfléchis un peu. On colle à la Terre à cause d'une force électrique à ton avis ?

Pour ta gouverne, cette phrase que j'ai rajouté n'est pas de moi : je l'ai entendu mot pour mot sur une vidéo de physique sur canal U.
Deuxièmement, J'ai pas dit que la terre était chargée et nous aussi. Aussi il était question de la réaction normale du sol (pas des frottements)
C'est juste que ce qui fait que le sol est dur et nous empêche de nous y enfoncer ben ça peut s'expliquer par l'électrostatique. C'est comme ça que j'ai compris sa phrase. Après si t'as un pb avec ça va le voir.

[Cryptocatron-11]

La raison pour laquelle on se fout du poids dans la question 1, ce n'est pas qu'il est compensé par R, c'est parce que cest une force qui ne travaille pas car perpendiculaire à la direction de déplacement.

OK je suis bien d'accord : P est perpendiculaire à v et donc P.v = 0.
Mais justement , qu'est ce qui fait que le déplacement de la voiture va être perpendiculaire à P ? C'est bien l'existence du support, non ? Si on enlève le support , la voiture va tomber dans le vide et par conséquent P ne sera plus perpendiculaire au déplacement.

[Benjamin]

Salut,

La raison pour laquelle je n'aime pas dire que Pu = (P +R) .v = 0 car P+R = 0 est donc Pu = 0 laisse croire qu'il n'y aurait pas de puissance en jeu quel que soit les cas. En réalité, on a via les produits scalaire :

(||P|| cos(alpha1) + ||R|| cos(alpha2)) * ||v|| et c'est les cosinus qui font que poids et réaction ne travaille pas, ||P|| et ||R|| étant tous les 2 positifs.

Exemple pour comprendre mon point de vue :
Si on considère une voiture qui se déplace à V, et qu'on fait le bilan de puissance.

Forces présentes (en simplifiant un peu) : poids vers le bas, réaction normale des roues vers le haut, réaction tangentielle des roues (ce qui fait avancer la voiture, via le couple transmis par le moteur), forces de frottement aérodynamique (F_aero)

Suivant l'axe du déplacement, à vitesse constante, T + F_areo = m *a = 0.

Donc (T + F_aero) . v = 0 et il n'y a pas de puissance.
Oui, le bilan total est bien nul. Mais contrairement au cas précédent où on a 0 = 0 + 0, ici, on a 0 = C - C, avec C différent de 0.

Et ça fait toute la différence : pour la voiture, on est en présence d'une force qui fait un travail moteur (la réaction tangentielle) et d'une force qui fait un travail résistant (force aérodynamique), qui se compense exactement.
Dans le plan perpendiculaire au mouvement, on est uniquement en présence de forces qui font un travail nul.

Tu comprends ce que je veux dire ?

EDIT : je rajoute qu'il faut bien comprendre que la puissance n'est pas liée à un objet mais à une force. On ne parle pas de la puissance de la voiture, on parle de la puissance de telle ou telle force qui agit sur la voiture.

[Mathusalem]

Pour ce qu'il en est de la force de friction :
Je m'excuse. J'ai parlé trop vite, mais ton intervention m'avait énervé. J'ai toujours cru par mes cours de méca que la cause principale de la friction étaient les irrégularités géomètriques des surfaces l'unes sur l'autre. Apparemment ça sort bien d'effects électromagnétiques - ce qui me semble bizarre en première approche si l'on considère deux objets neutres, mais j'irai m'informer plus en détails la prochaine fois.

Ensuite, je ne suis pas insolent. Je pense que la première chose à faire avant d'aider une personne c'est de poser correctement les définitions des objets que l'on manipule, et pas dire 'On n'en a pas besoin pour le 1, mais pour le deux oui', pour ensuite donner une raison très floue sur le pourquoi. Si les vecteurs et le produit scalaire étaient sous-entendus, tu m'en vois désolé.

Ensuite, pour les balivernes que j'ai sorties sur le moteur à combustion, tu devras me raffraichir la mémoire. Si c'était le cas, j'ai sûrement été repris par Black Jack ou Benjamin. Tu vois, c'est comme ça que ça marche, quand on dit des bêtises, d'autres nous reprennent. Là, c'est ton tour.