Devoir physiques-chimie à rendre aujourd'hui avant minuit sur l'énergie cinétique

Publié le 27 mars 2020 il y a 4A par narutoox09 - Fin › 29 mars 2020 dans 4A
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Sujet du devoir

Bonjour, voilà l'énoncé :

Une vitesse réduite améliore considérablement la sécurité sur les routes, mais permet également de faire des économies de carburant. C'est pourquoi depuis le printemps 2011 la vitesse maximale autorisée sur autoroute en Espagne est passée de 120 à 110 km.h^-1. Selon le gouvernement de ce pays, très dépendant des importations d'hydrocarbures, une telle mesure permettrait une économie de 11 à 15% de la facture énergétique.

On se propose de vérifier les indications du texte en évaluant la consommation d'une voiture à essence sur autoroute pour les deux vitesses limites indiquée. On considère comme système la {voiture} lorsque celle-ci se déplace à une vitesse constante sur une route droite et horizontale sur une distance d = 100km.

I/ a) Que peut-on dire, dans le cas étudié, des forces exercées sur la voiture ?
b) La force de résistance exercée par l'air sur la voiture est associée à une force de frottement fluide de valeur fair/voiture = k*v² ; où k est une constante et v la valeur de la vitesse de la voiture. Indiquer les paramètres, optimisés par les constructeurs, qui ont une influence sur la valeur de ce coefficient de frottement k.

II/ On cherche à estimer l'énergie nécessaire pour parcourir la distance d pour chacune les deux vitesses limites. On considère que le travail du moteur, qui compense la force de frottement fluide, est égal à W(froute/voiture) = k*v²*d.
Pour la voiture étudiée, la valeur de k est prise égale à 0,40 N².s².m.
Calculer les valeurs des travaux W1 et W2 du moteur pour un parcours de distance d à chacune des deux vitesses v1= 110km.h-1 et v2= 120km.h-1.

III/ On cherche à estimer, et à comparer, la consommation en carburant pour les deux vitesses limites.
a) Décrire les étapes conduisant, dans une voiture, de la combustion du carburant à l'énergie mécanique.
b) Le rendement total d'une voiture dotée d'un moteur thermique à essence est de l'ordre de 20%.
Vérifier, en utilisant les résultats du II/, que le carburant doit fournir, pour 100km, une énergie E1=1,9*10^8J pour le parcours à la vitesse v1 et une énergie E2=2,2*10^8J pour le parcours à vitesse v2.
c) L'énergie libérée lors de la combustion de l'essence est ?H = 35,5 MJ.L-1.
En déduire les consommations pour les 100km parcourus à chacune des deux vitesses limites. Calculer en pourcentage l'économie de carburant résultant de la réduction de la vitesse limite. Comparer ce résultat aux valeurs proposées dans le texte introductif et conclure.

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Image concernant mon devoir de Physique

Où j'en suis dans mon devoir

J'ai réussi les 2 premières question le reste ma tête ne tient plus.




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