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1 EXERCICE 1 Parmi les formules suivantes, lesquelles permettent de calculer celle d un véhicule : 1) Ec = m v 2) Ec = ½ m v 3) Ec = ½ m v² 4) Ec = ½ v² 5) Ec = mv² EXERCICE 2 1) Rappelez la formule permettant de calculer l énergie cinétique d un véhicule de masse m et roulant à la vitesse v. indiquez les unités utilisées. 2) Convertissez en 574 km/h en m/s. 3) Convertissez 270 t en kg. Alstom a mis au point un successeur au TGV : L Automotrice à Grande Vitesse (AGV). Le 3 Avril 2007, lors d un essai, celui-ci a atteint la vitesse record de 574 km /h. Sa masse était alors de 270t. 4) Calculez l énergie cinétique de cet AGV au moment où il atteignait sa vitesse record.

2 EXERCICE 3 Le Liebherr T 282 B est l engin de chantier le plus grand du monde. 12 Fiche technique Liebherr T 282B Type Cylindrée Puissance Régime L x l x H Coffre Masse totale à vide Masse maximale en service Vitesse maximum Prix Neuf TTC Moteur Diesel-Électrique 90l 2722 kw (3650 ch.) 1800 t./mn Dimensions 14.5m x 8.8m x 7.4 m Benne 203t 566t Performances 64,4 km/h Tarif 3,5 millions de dollars On cherche à calculer l énergie maximale de cet engin lorsqu il est à vide

3 1) Quelles données du tableau vont vous permettre de faire le calcul. 2) Les grandeurs utilisées sont-elles exprimées dans les unités adéquates? 3) Convertir ces deux grandeurs dans les unités adéquates. Vous donnerez les valeurs arrondies à l unité près. 4) Calculez alors l énergie cinétique maximale que peut posséder le Liebherr T 282 B : 5) Calculez l énergie cinétique maximale lorsque l engin est chargé le plus possible : EXERCICE 4 Le Citadis TGA 302 est le modèle de Tramway que la ville de Lyon a choisit pour son réseau de tram. Sa masse à vide est de kg. Il circule en moyenne à 35 km/h (soit environ 9,7 m/s) en ville. Sa vitesse de pointe est de 70 km/h (soit 19,4 m/s). 1) Calculez l énergie cinétique du tramway de Lyon lorsqu il circule en ville. 2) Calculez l énergie cinétique de ce même tramway en vitesse de pointe. 3) D après vos calculs, l énergie cinétique augmente ou diminue-telle avec la vitesse? 4) Peut-on dire pour autant que l énergie cinétique est proportionnelle à la vitesse? justifiez EXERCICE 5 La masse moyenne des véhicules neufs vendus est passé de 900 kg en 1984 à kg en ) Calculez l énergie cinétique d une voiture de 900 kg roulant à 90km/h. 2) Calculez l énergie cinétique d une voiture de 1250 kg roulant à 90km/h. 3

4 En 2002, le conseil national de la sécurité routière examinait un rapport d experts 4 qui ont étudié l influence de masse du véhicule sur la gravité des accidents.ils ont montré que le taux d usagers externes tués augmente avec la masse du véhicule. 3) D après ce que vous avez vu en cours, pouvait-on prévoir cette influence de la masse d un véhicule sur le taux de mortalité des usagers externes? Justifiez. Voiture light. Pour faire bonne figure en matière de consommation de carburant, la voiture du futur devra être encore plus légère. Toyota a récemment imaginée ce poids plume à travers le concept-car 1/X, présenté au dernier Salon de Genève au mois de mars Grâce à l'utilisation massive de matériaux composites, le poids de cette auto hybride n'excède pas les 450 kilogrammes. 4) Calculer l énergie cinétique de la Toyota 1/X roulant à 90 km/h. 5) Comparer cette valeur avec celle trouvée lors de la première question. Est-ce cohérent? Justifiez. 6) D après vous, l argument de légèreté de cette voiture est-il seulement lié à la sécurité en cas de choc? EXERCICE 6 1) Rappelez la formule permettant de calculer l énergie cinétique et indiquer les unités utilisées. 2) Pour une même vitesse, si la masse du véhicule est doublée, par combien est multipliée l énergie du véhicule? 4 documentsliespagetravaux/06_influence_du_poids_et_de_la_puissance.pdf

5 Un 4X4 pèse en moyenne 2 t. 3) Calculer son énergie cinétique lorsqu il roule à 45 km/h. 4) Calculer son énergie cinétique lorsqu il roule à 90 km/h. 5) Par combien a été multipliée l énergie cinétique si la vitesse est doublée? On considère maintenant un camion de 4t. 6) Calculer son énergie cinétique lorsqu il roule à 45 km/h. 7) Calculer son énergie cinétique lorsqu il roule à 90km/h. 8) Est-il possible de faire les calculs plus facilement? Sur autoroute, un 4x4 est limité à 130 km/h alors qu un véhicule de plus de 3,5 tonnes est limité à 90 km/h. 9) Selon vous, lequel des deux véhicules possèdera la plus grande énergie cinétique s il roulait sur autoroute avec la vitesse maximale autorisée? 10) Calculer l énergie cinétique du 4x4 roulant à 130 km/h. 11) Que peut-on conclure? EXERCICE B2I On cherche à comparer l énergie cinétique de deux véhicules pour différentes vitesses. 1) ouvrez le document «calculs énergies cinétiques.xls» 2) Convertissez la masse des deux véhicules en kg : 3) Pourquoi est-ce nécessaire? 4) Convertissez 10 km/h en m/s 5) D une manière générale, comment convertir une vitesse donnée en km/h en m/s? 6) Quelle formule pourriez-vous écrire dans la cellule B5? a) =B4/3,6 b) B4/3,6 c) =B4*3,6 d) =B3/3,6 Appelez le professeur pour lui indiquer votre choix! 7) Effectuez les calculs pour les lignes 5 et 12. 8) Quelle formule allez-vous écrire dans la cellule B6? a) 0,5*2000*B5*B5 b) =0,5*2*B5*B5 c) =0,5*2000*B5*B5 d) =0,5*2000*B4*B4 Appelez le professeur pour lui indiquer votre choix! 9) Effectuez les calculs pour la ligne 6. 10) Quelle formule allez-vous écrire dans la cellule B13?

6 a) =0,5*2000*B5 b) =0,5*2*B5*B5 c) =0,5*2000*B5*B5 d) 0,5*2000*B5*B5 Appelez le professeur pour lui indiquer votre choix! 11) Effectuez les calculs pour la ligne 13 ; 12) Construisez le graphique «énergie cinétique en J(ordonnées axe Y) en fonction de la vitesse en km/h (abscisse axe X)» pour le véhicule 1. 13) D après ce graphique, qu est-ce qui vous permet de dire que l énergie cinétique n est pas proportionnelle à la vitesse?

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