Physique Premières C et D - Mécanique

Solide en rotation autour d’un axe fixe*

Travail et puissance

 

 

I/ Aux extrémités d’une barre mobile autour d’un axe, on applique un couple de moment constant MΔ = 50N.m.

Calculer le travail produit par ce couple lorsque la barre a tourné de 75 tours. Quelle est la puissance moyenne fournie si la durée correspondante est 4min ?

 

II/ Un treuil est couplé à un arbre moteur qui exerce sur l’axe un couple de moment MΔ.

Sur le tambour de rayon r = 30cm s’enroule un câble qui soulève, à vitesse constante, une charge de poids 2 000N.

 

 

 

 

1/ Calculer le moment du couple moteur.

2/ Calculer le travail du couple moteur pour 25 tours du treuil.

3/ De quelle hauteur est élevée la charge pour 25 tours ? Calculer le travail du poids de la charge.

4/ Quelle est la puissance du moteur si la vitesse angulaire du treuil de 1tr.s-1 ?

 

III/ La trappe horizontale d’une cave est mobile autour d’un axe Δ horizontal (figure ci-après). Pour ouvrir cette porte de poids P = 400N et l’amener à la verticale, on exerce une force sur la poignée M.

Données : OM = 1,20m ; OG =0,6m.

 

 

                                                                                                  

 

1/ La force est constamment verticale. Calculer l’intensité minimale de la force qu’il faut exercer au cours de l’opération.

2/ La force reste perpendiculaire au plan de la porte. Calculer son intensité lorsque la porte fait un angle α avec le plan horizontal. Cette méthode est-elle plus efficace ?

 

3/ Calculer dans les deux cas le travail minimal nécessaire fourni par l’opérateur exerçant la forcepour amener la porte à la verticale. Le résultat vous paraît-il paradoxal ?

 

 

IV/ Le moteur Diesel (4 RND 68M) a un couple moteur de 2,24.106N.m à 150tr.min-1. Calculer la puissance de ce moteur.

 

V/ L’automobile R 21 Turbo est équipée d’un moteur qui « développe 175ch à 5200 tr.min-1 ».

1/ Calculer le moment du couple moteur à ce régime.

2/ A 3.000tr.min-1, le couple est maximal et atteint la valeur de 270N.m. Calculer la puissance du moteur à ce régime en kilowatts et en chevaux-vapeur. Conclure.

Donner : 1ch = 736Watt.

 

VI/ Le moment d’un couple moteur est donné en fonction de l’angle de rotation par le graphique. Calculer le travail total fourni par le moteur.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Last modified: Tuesday, 15 December 2015, 12:20 PM
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