Conversions    
 
  Constantes 
 
  Densités 
 
  Vecteurs  
 
  Forces  
 
  Cardioide  
 
  Unités  
 
  Les référentiels  
 
  ask us  
 

 

Mécanique


Je confirme mes acquis


Exercices




© The scientific sentence. 2010


Mécanique:
L'énergie cinétique et la sécurité routière


1. Énergie cinétique d'un solide en translation


1.1. Mouvement de translation

On dit qu'un corps solide est animé d'un mouvement de translation si tous les points de ce solide:

• se déplacent à la même vitesse,
• se déplacent dans le même direction et le même sens.

Exemples: une voiture roulant en ligne droite, un téléphérique se déplaçant sous son cable.



1.2. Expression de l'énergie cinétique

L'énergie cinétique (Ec) d'un objet en translation est lié à sa vitesse (v) et à sa masse (m) par la relation suivante:

• m s'exprime en kilogramme (kg),
• v s'exprime en mètre par seconde (m/s),
• Ec s'exprime en joule (J)

- Le joule est également l'unité utilisée pour exprimer les autres énergies.

- La vitesse d'un corps est souvent exprimée en km/h. Pour calculer son énergie cinétique il faut alors convertir cette vitesse en mètre par seconde.



2. Influence de la masse et de la vitesse sur l'énergie cinétique


1.2. Influence de la masse sur l'énergie cinétique

L'expression de l'énergie cinétique ( ) indique que l'énergie cinétique Ec est proportionnelle à la masse.

Cette proportionnalité implique que si la masse d'un corps est multipliée par deux alors son énergie cinétique est aussi multipliée par deux.

D'une manière générale si deux corps se déplacent à la même vitesse alors celui dont la masse est la plus grande possède l'énergie cinétique la plus élevée.



2.2. Influence de la vitesse sur l'énergie cinétique

L'énergie cinétique n'est pas proportionnelle à la vitesse mais au carré de la vitesse.

Si deux corps 1 et 2 de même masse se déplacent à une vitesse v1 et v2 respectivement, de telle sorte que v2 est le double de v1, alors on a:

Le corps no1 possède une énergie cinétique Ec1:



Le corps no2 possède une énergie cinétique Ec2:



Réecrivons l'expression de Ec2, on a:



On trouve

L'énergie cinétique du deuxième corps est donc 4 fois plus élevée que celle du premier.

De même on peut montrer que si la vitesse d'un corps et multipliée par 3 son énergie cinétique est multipliée par 9, si la vitesse est multipliée par 4 alors l'énergie cinétique est multipliée par 16 etc...



3. Arret d'un véhicule et transferts d'énergie



3.1. Transfert d'énergie lorsqu'un véhicule s'arrête

Lorsqu'un véhicule s'arrète sa vitesse devient nulle et donc son énergie cinétique aussi. L'énergie cinétique que possèdait initialement le véhicule est convertie en une une autre forme d'énergie ou transférée à un autre corps.



3.2. Arrêt par freinage




Les véhicules sont en générale équipés d'un système de freinage constitué de plaquettes de frein qui, une fois actionnées, serrent un disque métalique dont elles provoquent l'échauffement par frottement.

Lors d'un freinage efficace l'énergie cinétique d'un véhicule est donc convertie en énergie thermique progressivement sur le disque.

La distance de freinage est alors proportionnelle à l'énergie cinétique du véhicule et varie de la manière suivante:

• Elle est proportionnelle à la masse. Si la masse est deux fois plus grande alors l'énergie cinétique et la distance de freinage sont deux fois plus élevées.

Un camion doit donc freiner plus longtemp qu'un voiture et son freinage s'effectue sur une distance plus grande.

• Elle est proportionnelle au carré de la vitesse. Si la vitesse est deux fois plus grande alors l'énergie cinétique et la distance de freinage sont quatre fois plus élevées.



3.3. Arrêt lors d'un choc

Lors d'un choc, le véhicule rentre en contact avec un obstacle. L'énergie cinétique que possédait le véhicule est alors transférée aux matériaux du vehicule lui même ou à ceux de l'obstacle en provoquant leur déformation voire leur rupture.







  

Google
  Web ScientificSentence
 


chimie labs
|
scientific sentence
|
java
|
php
|
green cat
|
contact
|


© Scientificsentence 2009. All rights reserved.