ENERGIE CINETIQUE ET SECURITE ROUTIERE I. ENERGIE CINETIQUE. L’énergie cinétique est l’énergie que possède un solide du fait de son mouvement En notant m la masse du solide en translation et v sa vitesse, l’énergie cinétique du solide est définit par la relation : EC = 1 .m.v2 2 Dans le SI, EC s’exprime en Joule (J), m en kilogramme (kg) et v en mètre par seconde (m/s) On constate que : - EC augmente quand m augmente. L’énergie cinétique d’un camion est supérieure à celle d’une voiture roulant à même vitesse - EC est proportionnelle au carré de la vitesse. Si la vitesse est multipliée par 2 alors EC sera multipliée par 4. Application : Calculer l’énergie cinétique d’une voiture de masse 1,5 tonne roulant à 50 km/h III. THEOREME DE L’ENERGIE CINETIQUE. 1. Enoncé du théorème Dans un référentiel galiléen, la variation de l’énergie cinétique d’un solide est égale à la somme des travaux de toutes les forces extérieures appliquées à ce solide: ∆ Ec = Ec(B) - Ec(A) = WAB( F ext) 2. Cas particulier de la chute libre La chute libre est un mouvement au cours duquel l’objet n’est soumis qu’à l’action de son poids. On néglige alors les forces de frottement qui s’exercent sur l’objet. L’expérience est schématisée ci-dessous h En l’absence d’air, on néglige les forces de frottements et les 3 objets de masse différente tombent en même temps. La vitesse initiale de l’objet, pour une hauteur h, est nulle. En notant v la vitesse de l’objet en bas du tube, on a : 1 .m.v2 – 0 = m.g.h 2 D’où v2 = 2.g.h ∆EC = IV- VITESSE ET SECURITE ROUTIERE. Il s’agit ici de comprendre quelles sont les conséquences de la vitesse et de quelques autres paramètres en matière de sécurité routière. Un objet en mouvement possède de l’énergie cinétique. Lors d’un freinage, l’énergie est évacuée par les plaquettes de frein, le frottement des pneus sur la route. Lors d’un choc, l’énergie cinétique du véhicule va provoquer la modification du mouvement d’un objet ou sa déformation. La distance d’arrêt (dA) est la somme de deux termes : Distance de réaction (dR) : distance parcourue par le véhicule entre l’instant où son conducteur perçoit le danger et celui où il commence à freiner. Cette distance est proportionnelle à la vitesse v du véhicule et au temps de réaction tR du conducteur : dR = vtR. En général, tR = 1 s en situation d’attention soutenue. Ce temps dépend de l’attention du conducteur (téléphone portable, passager…) et de son état (fatigue, alcool, médicaments…) Distance de freinage (dF) : distance parcourue par le véhicule entre l’instant où il commence à freiner et celui où il s’immobilise . Il dépend essentiellement du revêtement de la route (lisse, granuleux, … ), de l’état du véhicule ( pneus, freins…) et des conditions climatiques (sol sec ou mouillé…). DISTANCE D’ARRÊT (dA) = DISTANCE DE RÉACTION (dR) + DISTANCE DE FREINAGE (dF) Ci-dessous, un lien très intéressant pour simuler différentes situations http://www.preventionroutiere.asso.fr/acteur_education_interactif_lycee.aspx