7.4 La puissance mécanique

1
7.4 La puissance mécanique
Nous avons vu comment le travail effectué par une force peut faire varier
l’énergie cinétique d’un objet.
La puissance mécanique développée par une force est une autre
grandeur physique qui est reliée au travail.
Quelle caractéristique un moteur d’une
puissante voiture doit-il alors posséder?
Faire un travail rapidement ou fournir de l’énergie rapidement
ou bien procurer une grande accélération autrement dit faire
varier l’énergie cinétique rapidement.
Comment évaluer ces puissances? Quelle est votre définition de
la puissance mécanique?
Appliquer une grande force et
déplacer un objet rapidement
tempsde intervalle ée transforménergied' quantité tempsde intervalle travailde quantité
Puissance ==
On parlera de la puissance d’un moteur ( 100 kW), puissance d’un
cheval ( 746 W), puissance d’une personne à bicyclette ( 400 W )

2
7.4 La puissance mécanique
On peut alors définir la puissance mécanique comme étant
une quantité de travail par unité de temps. Elle représente la
capacité d’un système à faire un travail rapidement.
W
trF
P
moy
∆
ƥ
=
WvFP moymoy
•=
On pourra, de cette façon, calculer la puissance développée
par un athlète en compétition.
Sous forme d’équation, la puissance mécanique moyenne sera
donnée par
seconde
Joule
tt Waou )
s
J
( =
∆
=W
t
W
Pmoy
C’est James Watt qui en construisant plusieurs dispositifs a
grandement contribué à préciser ce concept pratique vers 1780
On suppose ici que la force est constante

3
7.4 La puissance mécanique
Exemple 1 : Déterminez la puissance moyenne développée
par un athlète de 70 kg qui court le 100m en 10 s.
Situation
www.stadesottevillais
76.com
Problème : Je cherche la puissance moyenne Pmoy
Solution
possible
moymoy FvP=
Selon la 2e loi de Newton
maF=
∑

4
7.4 La puissance mécanique
moymoy FvP=
Selon la 2e loi de Newton
maF=
∑
En supposant un MRUA :
2
2
1atx =∆
2
2
t
x
a∆ =
De plus
)(
2
10
vvv fmoy +=
atvf=
En combinant ces relations on obtient:
3
2
22 )(22
2
12
t
x
mt
t
x
t
x
mFvPmoymoy
∆
=
∆∆
==

5
7.4 La puissance mécanique
De plus
)(
2
10
vvv fmoy +=
atvf=
En combinant ces relations on obtient:
3
2
22 )(2
)
2
(
2
1
)
2
(tx mt
tx tx
mFvPmoymoy
∆
=
∆∆
==
W1400
10
)100(270)(2 3
2
3
2
==
∆
=xx
t
x
mPmoy
Résultat probable : La puissance moyenne développée
sera de 1,40 kW