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1 203-NYA-05 Physique mécanique Énergo Par André Girard.

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1 1 203-NYA-05 Physique mécanique Énergo Par André Girard

2 2 2 questions Une grosse caisse de masse M = 10 kg est au bout du corridor sur un coussin dair et on exerce sur elle une force horizontale variable qui se traduit ainsi : au temps initial, on tire avec 2 newtons et à chaque 5 secondes on double cette force. Quelle sera alors la vitesse de la caisse à lautre bout du corridor ? F(t) L = ? v 0 = 0 v F = ? Une grosse caisse de masse M = 10 kg est au bout du corridor sur un coussin dair et on exerce sur elle une force horizontale variable qui se traduit ainsi : au temps initial, on tire avec 2 newtons et à chaque 5 mètres on double cette force. Quelle sera alors la vitesse de la caisse à lautre bout du corridor ? F(x) L = ? v 0 = 0 v F = ? Comment résoudre quand la force nest pas constante mais variable ?

3 3 Notion de travail fait par une force On tire sur la caisse avec une force constante (F) faisant têta avec lhorizontale. F= cte x Travail fait par la force (F) sur une distance (x) Donc le travail se mesure en ? N.m = Joules Autre définition du travail fait par une force pour un déplacement donné : Force dans le sens du déplacement multiplié par ce déplacement. Pour une vraie caisse Conclusion !

4 F F = 100 newtons m = 10 kg g = 10 Coef frot. Cin. = 0,1 Angle avec horiz.= 30 Pour trouver N Équilibre vertical Petit exercice de compréhension Une caisse de 10 kg repose sur un plancher rugueux caractérisé par un coefficient de frottement cinétique valant 0,1. Si on tire sur celle-ci avec une force constante de 100 newtons faisant 30 degrés avec lhorizontale, alors déterminez le travail fait par le frottement sur une distance de 4 mètres ? Prendre g = 10 pour simplifier. Solution complète et détaillée du problème SVP F x N mg Mais force toujours opposé au déplacement donc travail négatif [cos (180)]

5 5 Interprétation graphique du travail. Graphe de la force parallèle appliquée dans le sens du mouvement en fonction de la distance parcourue. FpFp x F p = cte ASLC = W F ressort x F = kx ASLC = W Ressort DONC ! FxFx x

6 6 Théorème de lénergie cinétique On exerce une force horizontale constante (F) sur un bloc allant à une vitesse v 1 et on constate quil est rendu à une vitesse v 2 après avoir parcouru une distance x. Quel est le travail effectué par cette force ? F x v1v1 v2v2 Généralisation plusieurs forces + variables Ici MRUA

7 7 2 applications du théorème de lénergie cinétique Un cylindre plein, de masse M et de rayon R est placé à une hauteur h au dessus du sol le long dun plan lisse incliné dun angle têta avec lhorizontale. Quelle est sa vitesse au bas du plan si on le laisse aller ? Cas #1 M h R V bas = ? Mg N Mg sin Mg cos N Conclusion : solution dynamique ou énergétique ?

8 8 Lors dun test daccélération dun bolide de 1000 kg, un pilote. passe de 0 à 72 km/h en 4 secondes en première vitesse et de 72 à 108 km/h en 2 secondes sur la deuxième vitesse. Suite à ce test, lordinateur de bord donne le graphe de la force nette en fonction de la position. (Solutions de Pierre-Charles et de Marc-André) Cas #2 Engagement pour un travail dété : 2 élèves en entrevue !!! F x (N) x(m) Morale de lhistoire !Qui a obtenu le travail dété ? Bon mais long Solution de P-C. Solution de Mac-André 4,32 x 10 5 J Réponse exacte

9 9 203-NYA-05 Physique mécanique Nouvelle notion !

10 10 Tâche spéciale à effectuer : monter 1000 briques sur le toît de lédifice Élève au travail : débute à 6 h et termine à 16 h M h M Travail total ? W = F d = Mg sur une distance h h Mg F AG Même travail par une grue Débute à 15:00 h et fin 15:01 CONCLUSION ! PUISSANCE What ? W ou W

11 11 Applications de la notion de puissance Utilisation dune souffleuse pour déblayer une entrée (HS-622 ou Y-3012) Dépassement dun camion-remorque sur lautoroute Facture de consommation énergétique Hydro-Québec en kilowattheures ( kWh ) h LR LC V = 100 km/h Conclusion : calcul de vos coûts en consommation dénergie électrique Équation de la puissance en rotation ? 1 HP = 745,6 Watts environ CV = 735,5 Watts environ 736 Site Hydro-Québec


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