EXERCICES : ENERGIE ET PUISSANCE

Exercice 1 : Travail d’une force de traction.
Un véhicule automobile roule en ligne droite sur une distance de 12,0 km. Il est entraîné par une force de traction de 1600 N.
Calculer : 1. Le travail de la force de traction lorsque ce déplacement s’effectue sur le plat. 2. Le travail de la force de traction lorsque ce déplacement s’effectue sur une pente ascendante d’angle 5° par rapport à l’horizontale. 3. Que devient ce travail dans les deux cas de figure précédent ? Quelle(s) grandeur(s) physique(s) est (seront) modifiée(s) ? 4. Montrer que, si la vitesse reste constante pendant tout le trajet, la puissance de la force de traction est égale au produit de cette force par la vitesse du véhicule. Calculer cette puissance quand v = 85,0 km/h.

Exercice 2 : Alberto Contador dans la montée du Plateau de Beille.
Dans la montée du plateau de Beille (15,9 km à 7,83%, dénivelé 1255 m), le cycliste Alberto Contador a effectué les performances suivantes lors du précédent Tour de France :
Vitesse moyenne : 21,54 km/h
Puissance moyenne développée pour 78 kg avec vélo : 431 W ( !)
Durée de l’ascension : 44’17’’
(Source : http://www.cyclismag.com/article.php?sid=3466) 1. A votre avis, par quelle méthode est-il possible d’évaluer la puissance moyenne développée ? 2. Calculer la force de traction moyenne développée. 3. Calculer l’énergie dépensée par le cycliste lors de l’ascension à l’aide des deux relations possibles. Comparer. D’où vient cette énergie ? 4. Calculer l’énergie potentielle de pesanteur stockée par le cycliste lors de l’ascension. Que constatez-vous ? Pourquoi ? 5. Pour rentrer à son hôtel, le cycliste redescend dans la vallée. Que devient l’énergie potentielle stockée ?

Exercice 3 : Bilan énergétique d’un lève-vitre électrique.
Un moteur d’un lève-vitre d’une automobile, à courant continu et à aimant permanent, a son induit alimenté par une tension constante U = 13 V. Cet induit