TS : freinage d'une automobile

[Eli-Bth]

Bonjour !

Je dois faire l'exercice de physique suivant :

1. Une automobile de masse m = 1.6t roule à vitesse constante V= 108km/h sur une route rectiligne et horizontale.

a. Quelles sont les forces extérieures qui s'exercent sur l'automobile ?
aide : Les réactions du sol sur les roues motrices sont inclinées dans le sens du mouvement. les réactions sur les autres roues seront considérées comme normales au sol.

b. Construire le graphique V=f(t) dans ces conditions.

c. On montre que, lors d'un tel mouvement, la vitesse moyenne est égale à la moyenne des vitesses initiale et finale. En déduire la durée de freinage.

2.a Calculer la valeur de l'accélération au cours du freinage.
aide du livre : représenter les composantes tangentielles des forces. Ecrire la relation entre la valeur de leur résultante et celle de l'accélération
b. en déduire la valeur maximale de la force de freinage nécessaire pour arrêter cette automobile.


Mes réponses :

1.a. système étudié : automobile
référentiel d'étude : référentiel terrestre considéré comme galiléen

Les forces extérieures exercées sur l'automobile sont :
- son poids
- la force motrice
- la réaction du sol
- les forces de frottements de l'air

1.b pour construire V(t) je ne sais pas comment faire
je peux au mieux approcher l'allure de la courbe sachant que l'automobile roule à vitesse constante 108km/h et en supposant qu'à t = 0 V(0) = 0
je sollicite donc votre aide pour cette question

1.c j'en déduis que Vm = (108 - 0)/(1 - 0) = 108 km/h
pour trouver la durée de freinage je ne sais pas du tout comment m'y prendre dois-je faire appel à la distance de freinage ? ce que me semble peut probable car hors programme... Y a -t-il d'autre moyen pour le calculer ?

2.a Comme on est dans un référentiel galiléen, d'après la deuxième loi de Newton on a :
= / m
mais je ne comprends pas l'idée de composantes tangentielles

2.b je pense qu'il faudrait que aG soit nulle on obtient ainsi une équation avec la relation établie en 2.a
Encore une fois je ne suis sure de rien et je sollicite grandement votre aide.

Merci d'avance de vos réponses !

[Dominique Lefebvre]

Bonsoir,

Juste une petite remarque amusante en passant : si tu ne considères pas les frottements des pneumatiques sur le sol, ta voiture n'a aucune chance d'avancer....
PS : ni aucune chance de freiner!!

[Timothé Lefebvre]

Yop,

seconde petite remarque en passant, par rapport aux vecteurs, tu peux utiliser le LaTeX (voir le tutoriel en lien ci-dessous) : \vec{F} si l'on met les balises TEX donne

[Dominique Lefebvre]

Bonjour !


P.S : je sais que ça doit être énervant de ne pas voir les forces fléchées mais je ne sais pas comment le faire désolée si cela gêne et parait confus:S

Utilise la convention des physiciens : mettre les vecteurs en gras, par exemple g ou F. Pour éviter les commentaires naïfs, "g" n'est pas forcément un scalaire....

[Mathusalem]

Je ne vois pas en quoi tout ceci l'aide.

Ton système de force est juste, pour autant que tu considères que la force motrice est exactement l'opposé du frottement de l'air, vu que ta voiture avance à vitessse constante (on laisse de côté les frottements des pneus : Dominique, et si la voiture est en pente ? )

Il doit n'y avoir aucune force résultante sur ta voiture, vu qu'elle n'accélère pas.

Donc, ton postulat que à t = 0 v(t) = 0 est faux. Quand donc ta voiture atteindrait-elle la vitesse de 108km/h avec aucune force résultante dessus ?
Revois cette partie de ton raisonnement.

Ensuite, je trouve que la partie sur la vitesse moyenne embrouille le but
Trouve la durée pendant laquelle tu dois appliquer une certaine décélération a pour passer de V = 108 (mettons) à 0, sachant que v = at.

Tu verras en développant l'expression de ceci ce que viendra faire la vitesse moyenne là-dedans.

Pour la 2, pour donner la valeur, tu devrais savoir en combien de temps tu décélères.

C'est pas plus compliqué que ça.

A+

[Eli-Bth]

Si j'ai bien compris Mathusalem, la voiture à t=0 a une vitesse de 108 km/h vu qu'elle n'accélère pas, la vitesse ne varie pas donc d'après le principe d'inertie la résultante des forces est nulle.

Après je dois chercher t tel que pour une valeur de a, v soit égal à 0 en partant de l'expression v =at
Mais j'ai cru comprendre que a = dv/dt d'une part

D'autre part si on cherche t tel qu'on obtient at = 0 cela n'a pas sens car ça voudrait dire que soit a = 0 soit t =0...

Si je pars de V = at
ça implique V - at = 0 où 0 serait la vitesse finale
et finalement on aurait - at = 0 - V
d'où at = ?

je pense me tromper de raisonnement...car je ne vois ps comment calculer :/
car on pourrait dire t = V/a mais ça ne donne pas t pour autant ...

Pourriez-vous m'éclairer davantage sur le sujet ?

Merci pour votre réponse bien détaillée




P.S : merci aussi à Dominique et Timothé Lefebvre pour l'explication à propos de la balise Tex et de la convention

[Dominique Lefebvre]

Je ne vois pas en quoi tout ceci l'aide.

Bonjour,
cela devrait l'aider à comprendre la physique du problème, ce qui est, amha, très important...

(on laisse de côté les frottements des pneus : Dominique, et si la voiture est en pente ? )

Il semble que tu n'aies pas bien compris l'importance des frottements des pneumatiques sur le sol dans la propulsion d'un véhicule à roues ).
S'il n'y avait aucun frottement pneu/sol, le véhicule n'avancerait pas.
Et pire, en pente, il glisserait!
Affirmer péremptoirement qu'on laisse de coté les frottements sol/véhicule relève de l'ineptie physique. A la rigueur, pour montrer que l'on a compris le phénomène, on doit expliquer le phénomène et montrer comment on en tient compte dans le problème posé.