Exercice n°1 : Questions de cours sur la tension électrique

Chapitre 10 – L’énergie mécanique
3ème
I Vitesse et sécurité routière
1) Vitesse
La vitesse est la distance parcourue en un temps donné ; on la calcule ainsi :
v=d/t
d : distance parcourue, en mètre (m) ;
t : temps mis pour parcourir d, en seconde (s) ;
v : vitesse, en mètre par seconde (m/s ou m.s-1) ;
On utilise fréquemment une autre unité, le kilomètre par heure (km/h) ; pour passer
d’une unité à l’autre il suffit de :
- multiplier par 3,6 pour passer de m/s à km/h ;
- diviser par 3,6 pour passer de km/h à m/s.
2) Sécurité routière
Pour rester maître de son véhicule comme l’exige le code de la route, il est nécessaire
de savoir évaluer la distance nécessaire pour arrêter son véhicule dans une situation
d’urgence.
Temps de réaction : le temps de réaction tR est la durée entre le moment où le
conducteur réalise la présence de l’obstacle et celui où les freins commencent à
réagir ; ce temps est plus ou moins long suivant les individus, leur état de fatigue, leur
alcoolémie… mais sa durée moyenne est de 1 seconde ;
Distance de réaction : la distance de réaction DR est la distance parcourue pendant le
temps de réaction, donc pendant 1 seconde ; elle se calcule de façon approximative en
multipliant par 3 le nombre des dizaines de la vitesse : à 60 km/h, on parcourt 6 x 3 =
18 m environ ;
Distance de freinage : la distance de freinage DF est la distance parcourue par le
véhicule pendant que sa vitesse diminue, c’est-à-dire, du moment où le conducteur
actionne le frein jusqu’à l’arrêt complet du véhicule ; celle-ci dépend du véhicule et en
particulier de l’état du système de freinage, de la vitesse du véhicule, de l’adhérence
du véhicule sur la chaussée qui est elle-même liée à l’état des pneumatiques et à l’état
de la chaussée (sèche, mouillée, verglacée…) ;
Distance d’arrêt : la distance d’arrêt DA est la somme de la distance de réaction et de
la distance de freinage ; elle se calcule de façon approximative, sur route sèche, en
multipliant par lui-même le nombre des dizaines de la vitesse : à 70 km/h, on parcourt
7 x 7 = 49 m environ ; sur route mouillée on ajoute la moitié de la distance d’arrêt sur
route sèche soit 49 + 24,5 = 73,5 m = 74 m environ ;
Distance de sécurité : la distance de sécurité DS est la distance parcourue pendant 2
secondes, c’est donc 2 fois la distance de réaction ;
Exemples : (valeurs indicatives)
Chapitre 10 – L’énergie mécanique
3ème
Situation
Zone
Ville
Ville
Nationale
Nationale
Autoroute
Autoroute
Temps
Sec
Pluie
Sec
Pluie
Sec
Pluie
Vitesse
autorisée
(km/h)
DR
(m)
DF
(m)
DA
(m)
DS
(m)
50
50
90
80
130
110
14
14
25
22
36
31
16
32
52
73
109
133
30
46
77
95
145
164
28
28
50
44
72
62
II Energie cinétique
On appelle énergie cinétique d’un objet, notée Ec, l’énergie qu’il possède grâce à son
mouvement, donc grâce à sa vitesse. La relation donnant l’énergie cinétique est :
Ec = ½ x m x v²
m : masse de l’objet, en kilogramme (kg) ;
v : vitesse, en mètre par seconde (m/s ou m.s-1) ;
Ec : énergie cinétique de l’objet en Joule (J) ;
III L’énergie de position
On appelle énergie de position (ou énergie potentielle) d’un objet, notée E p, l’énergie qu’il
possède due à son poids et sa hauteur par rapport au sol. La relation donnant l’énergie de
position est :
Ep = m x g x h
m : masse de l’objet, en kilogramme (kg) ;
g : intensité de pesanteur en Newton par kilogramme (N/kg) ;
h : altitude de l’objet en mètre (m) ;
Ep : énergie de position de l’objet en Joule (J) ;
IV L’énergie mécanique
On appelle énergie mécanique d’un objet, notée Em, l’énergie qu’il possède à chaque instant,
et qui est la somme de son énergie cinétique et de son énergie potentielle :
Em = Ec + Ep
L’énergie mécanique d’un corps peut se transformer : l’énergie potentielle peut être convertie
en énergie cinétique comme la chute d’eau dans les barrages hydrauliques.
Lors d’une chute libre, en absence de frottements, l’énergie mécanique d’un corps se
conserve : ce qui est perdu en énergie cinétique est gagné en énergie potentielle, et vice
versa :
Em = Ec + Ep = constante
3ème
Chapitre 10 – L’énergie mécanique