Forces et bilans énergétiques d'un véhicule en mouvement

Thèmes abordés

Vitesse, mouvement, force, énergie cinétique, énergie mécanique, frottement, vecteur

Résumé du document

Il s'agit d'un problème de physique qui étudie ce qu'il se passe quand on pousse une voiture et qu'elle descend une pente.

Extraits

[...] Donc : = la puissance qu'on fournit à la voiture pour la faire avancer doit compenser parfaitement la puissance perdue par les forces de frottement. On réfléchit cette fois sur l'énergie (le travail fournie) pour faire avancer la voiture sur une distance d : Idem on veut que la vitesse soit constante donc = 0 = + On doit fournir 500 joules pour maintenir la voiture à vitesse constante sur 500m. La chute L'angle ? est volontairement exagéré. = tan ? ? (On préfère normalement la notation g pour l'accélération de pesanteur : mgd?) = . = sin ? = sin ? [...]

[...] (Ne pas oublier de convertir la vitesse en Soit force constante. On utilise le théorème de l'énergie cinétique dans le cas général proposé : Donc : ? = Or, d'après le Principe Fondamental de la Dynamique projeté selon l'axe où se situe le mouvement unidimensionnel (par exemple l'axe Ox) : Ainsi : ? = Si on néglige tous les frottements, il n'est pas nécessaire de continuer à fournir du travail à la voiture pour maintenir sa vitesse constante. En effet, il n'y a aucune dispersion d'énergie prise en compte, donc l'énergie (le travail) est conservée, et donc la vitesse est conservée. [...]

[...] en notant ? la longueur de la pente. Or, ? ? pour ? ? 1. Le travail de la force de pesanteur est égal à la variation de son énergie potentielle. Le poids ne travaille que s'il y a une variation de hauteur qui donne lieu à une variation d'énergie potentiel. S'il n'y a pas de pente (première partie du problème), le poids ne travaille pas. [...]