Objectifs :

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Exercices
Physique
Chimie
Chap 10 : Moments et couples
TRANSPORT
EXERCICE 1 : Apprendre à pédaler (paragraphe I et III du cours)
Le pied d'un cycliste exerce sur la pédale une force
F
verticale, dirigée vers le bas, d'intensité 45 N.
La longueur de la manivelle est d=170 mm.
1)
a) Sur chacun des dessins ci-dessus, repérer et représenter la distance du bras de levier.
b) Calculer la distance du bras de levier OH pour chaque cas (formule de trigo).
c) Calculer le moment de la force pour chacun des cas.
d) Est-ce que le cycliste est efficace dans son geste ? Justifier.
2)
a) Quels conseils lui donneriez-vous pour mieux pédaler ?
b) Sur chacun des schémas ci-dessous, représenter la direction de la force pour mieux pédaler.
c) Quel est alors le moment de la force ?
d) Calculer la puissance développée par le cycliste lorsque sa cadence de 85 tours par minute.
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EXERCICE 2 : Pompe à pied (paragraphe I du cours )
1) La force F exercée par le pied est verticale et a pour intensité 10 daN (1 daN = 10 N).Calculer le
moment de la force M( F )
2) On admet que le moment de la force se transmet sur le corps de la pompe M( F )= M( F’ ). Calculer
alors l’intensité de la force F’ . Que permet ce système de pompe à pied ?
EXERCICE 3 : Exercice 2 (paragraphe II et III du cours )
Document 1 : Caractéristique de la Renault Laguna II
Dans une automobile, l’importance du couple moteur
rend compte des capacités du moteur lors d’une
accélération ou pour tracter une charge.
1) Quelle est la valeur du couple maximal CMAX de la voiture ? Indiquer la vitesse de rotation N
correspondant à ce couple.
2) A partir du couple maximale et de la vitesse de rotation précédente, calculer la puissance en watt.
3) Valider votre résultat et calculer l’erreur relative.
EXERCICE 4 : Moto (paragraphe II et III du cours )
La puissance disponible sur la roue motrice d’une moto est de 22 kW.
La moto roule à la vitesse constante de 72 km.h-1 .
Ses roues ont un diamètre de 62 cm.
1) Calculer la fréquence N de rotation de la roue (en tr/s).
2) Calculer le moment du couple moteur C qui s’exerce sur la roue (en N.m).
3) Calculer la force résultante F que la roue motrice exerce sur la route (en N).
Conversion 1 ch = 736 W

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Correction
Exe 1 :
1) b) OH =d . sin() ; OH1 = 109 mm ; OH2 = 170 mm ; OH3 =
130 mm
c) M1 = 4,91 N.m ; M2 = 7,65 N.m ; M3 = 5,85 N.m ;
d) Les moments exercés sur la pédale sont irréguliers, le geste
du cycliste n’est donc pas efficace.
2) a) pour avoir un geste plus efficace, le cyclique doit exercer
une force toujours perpendiculaire, « pédaler rond ».
c) M = 7,65 N.m
d) P = 68 W sur une pédale soit le cycliste développe une
puissance totale de 136 W
Exe 2 : M = 25 N.m  F’ = 208 N = 21 daN.
Exe 3 : 1) CMAX = 150 N.m ; NCmax = 2800 tr.min-1 ; 2)  = 293 rad.s-1 - PCmax = 43,9 kW ; 3) PCmax = 59,8 ch sur le
graphique on trouve PCmax = 55 ch soit 8% d’erreur.
Exe 3 : 1) v=20 m.s-1 ;  = 64,5 rad.s-1 ; N = 10,3 tr/s ; 2) C = 341 N.m ; 3) F = 1100 N ;
H1
O
H2
O
H3
O