Barfi1 Posté(e) le 19 avril 2013 Signaler Posté(e) le 19 avril 2013 On considère un cycliste et son vélo se déplaçant en ligne droite. L’ensemble a une masse m = 85kg. On négligera les frottements dans cet exercice. L’intensité de la pesanteur est g = 9.8 N/kg. 1) Dans une première partie, le cycliste se déplace sur un sol horizontal a la vitesse constante v = 20km/h. Cette position sera prise comme origine pour énergie potentielle de pesanteur. a) Calculez son énergie cinétique. b) En déduire son énergie mécanique. 2) Le cycliste aborde une cote dont la pente est de 3 dégrées (l'angle que fait la cote avec l'horizontale). En bas de la cote sa vitesse est toujours v = 20km/h. Le cycliste ne pédale pas. a) Quelle distance peut-il espérer parcourir sur cette cote grâce a son élan ? b) Déterminez la vitesse v' du cycliste après qu'il a parcouru 10m. 3)Le cycliste doit s’arrêter a un stop situe a 20 m après le début de la cote. a) S'il ne freine pas, quelle est sont énergie cinétique lorsqu'il arrive au stop ? En déduire sa vitesse v''. b) Afin de s’arrêter au stop, il freine. Son énergie mécanique est-elle alors constante? Expliquer les transferts énergétiques qui ont lieu au cours du freinage. En déduire l’énergie reçu par le système du freinage du vélo.
E-Bahut Barbidoux Posté(e) le 20 avril 2013 E-Bahut Signaler Posté(e) le 20 avril 2013 On considère un cycliste et son vélo se déplaçant en ligne droite. L’ensemble a une masse m = 85kg. On négligera les frottements dans cet exercice. L’intensité de la pesanteur est g = 9.8 N/kg. 1) Dans une première partie, le cycliste se déplace sur un sol horizontal a la vitesse constante v = 20km/h. Cette position sera prise comme origine pour énergie potentielle de pesanteur. a) Calculez son énergie cinétique. Ec=m*v^2/2= 85*(20/3.6)^2/2=1311.73 J b) En déduire son énergie mécanique. Em=Ec 2) Le cycliste aborde une cote dont la pente est de 3 dégrées (l'angle que fait la cote avec l'horizontale). En bas de la cote sa vitesse est toujours v = 20km/h. Le cycliste ne pédale pas. a) Quelle distance peut-il espérer parcourir sur cette cote grâce a son élan ? Au départ de la côte l'énergie potentielle du cycliste est nulle (le sol horizontal est pris comme origine pour énergie potentielle de pesanteur) En absence de frottements il y a conservation de l'énergie mécanique Em=Ec+Ep=m*v^2/2+m*g*h=m*v0^2/2 Ep=mg*h=m*g*d*sin(3°) b) Déterminez la vitesse v' du cycliste après qu'il a parcouru 10m. m*v'^2/2+m*g*d*sin(3°)=m*v0^2/2 ==> v'=√(v0^2-2*g*10*sin(3°))=√(85*(20/3.6)^2-2*9.8*10*cos(3°))= 3)Le cycliste doit s’arrêter a un stop situe a 20 m après le début de la cote. a) S'il ne freine pas, quelle est sont énergie cinétique lorsqu'il arrive au stop ? Ecs=Em-Ep=m*v0^2/2-m*g*d*sin(3°)= 85*((20/3.6)^2/2 - 9.8*10*Sin[3*π/180])=857.77 J En déduire sa vitesse v''. v'=√(v0^2-2*g*20*sin(3°))=√((20/3.6)^2 - 2*9.8*10*Sin[3*π/180])=4.54,m/s=1.26 km/h b) Afin de s’arrêter au stop, il freine. Son énergie mécanique est-elle alors constante? Non Expliquer les transferts énergétiques qui ont lieu au cours du freinage. Transformation de l'énergie mécanique excédentaire en énergie calorifique dans le système de freinage En déduire l’énergie reçu par le système du freinage du vélo. E=Em-Ecs=1311.73-857.77+453./96 J
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