Distance d'arrêt et énergie cinétique dans le freinage des voitures

Thèmes abordés

Informatique - Électronique, distance d'arrêt, énergie cinétique, freinage, voitures, forces exercées

Résumé du document

Nous avons fait le bilan des forces exercées sur la voiture pendant le freinage. Il y a:
- le frottement de l'air (négligeable)
- la force de frottement route /voiture
- le poids de la voiture (vecteur P) avec P=m*g
- la réaction normale de la route sur la voiture (Rn=P)
On recherche dans le cas présent la force de frottement route/voiture:
On utilise donc la deuxième loi de Newton qui est souvent récapitulé dans l'équation
La résultante des forces exercées sur la voiture est égale à l'accélération fois x multiplié par la masse du véhicule.

Extraits

[...] Ce qui se traduit par une baisse de vitesse et un ralentissement du véhicule. Enfin, on a soit le temps t pour lequel la vitesse s'annule, c'est lorsque la voiture s'immobilise (la tangente à la courbe est dans ce cas parallèle à l'axe des abscisses). De plus,Puisque la vitesse baisse alors l'accélération devient négative et constante .Or on a m*ax=-f Donc la force subit par la voiture causé par le freinage est constante et positive. Distance d'arrêt et énergie cinétique Distance d'arrêt: Imaginez un véhicule roulant à 45 km/h,un piéton surgit,le temps que le conducteur réagisse,c'est à dire le temps que l'information parvienne au cerveau et que celui- ci donne l'ordre au pied d'appuyer sur la pédale de frein,il s'écoule en moyenne une seconde. [...]

[...] Le véhicule qui roule à 45 km/h va encore parcourir une distance de freinage. Elle est en fonction de la vitesse initiale, de l'accélération de la pesanteur et du coefficient de frottement longitudinal(dépend de la nature et de l'état du revêtement) ainsi que du profil en long Dans le cas présent: Sur route sèche bitumée avec g=9,81 et avec p=-0,08 (pente légèrement descendante) on a Pour le véhicule roulant à 45 km/h, Donc le véhicule va encore parcourir 11 mètres avant de s'immobiliser, soit un total de 23,5 m car la distance d'arrêt est égal à la somme de la distance de réaction et de la distance de freinage. [...]

[...] Conclusion: Pour avoir une faible distance d'arrêt,il faut minimiser la vitesse et le poids du véhicule et ainsi obtenir une énergie cinétique faible, celle-ci étant liée à la distance d'arrêt. Quand on freine,elle se dissipe sous forme de chaleur(transformation en énergie thermique ou calorifique). [...]

[...] L'énergie cinétique: On remarque même que la distance de freinage quadruple lorsque le conducteur va deux fois plus vite. En effet,tout corps qui se déplace emmagasine de l'énergie,de l'énergie cinétique plus précisément. Pour qu'un véhicule s'immobilise,il faut qu'il se débarrasse de cette énergie. Cette quantité d'énergie se calcule de la manière suivante: Avec Ec: énergie cinétique (en Joules) masse du véhicule (en kg) vitesse du véhicule -au carré de la vitesse Exemples: Exemple Cette énergie est aussi proportionnelle au carré de la vitesse Soit une Citroën C5 HD1 de masse M=1485 kg roulant à 50 km/h,soit 13,9 m/s,a une énergie cinétique de: Pour le même véhicule roulant à 100 km/h soit 27,8 m/s Conclusion: En effet, pour une vitesse du véhicule multiplié par deux, nous multiplierons l'énergie cinétique par quatre. [...]

[...] Introduction: Pour mieux comprendre comment minimiser la distance d'arrêt d'une automobile,nous avons étudié le freinage de la voiture de marque Alpha Roméo 156 JTD de 4,43m et de masse kg. http://www.youtube.com/watch?v=lOfHJ9gx0xk&feature=youtu.be Nous avons fait le bilan des forces exercées sur la voiture pendant le freinage. Il y -le frottement de l'air (négligeable) -la force de frottement route /voiture -le poids de la voiture (vecteur avec P=m*g -la réaction normale de la route sur la voiture On recherche dans le cas présent la force de frottement route/voiture: On utilise donc la deuxième loi de Newton qui est souvent récapitulé dans l'équation La résultante des forces exercées sur la voiture est égale à l'accélération fois x multiplié par la masse du véhicule. [...]