DEVOIR DES VACANCES DE PHYSIQUE 1) Une chute brute d'eau de 100m offre un débit de 2500m³/s. quelle est la puissance de la chute d'eau en ch (CV). 2) Un vent souffle sur un panneau publicitaire rectangulaire de dimension 4m de long, 2m de large et 8m d'épaisseur, le déplaçant de 2m dans la direction du vent avec la vitesse de 144 Km/h. quelle est la force exercée par le panneau. 3) Quel est la puissance développée par une locomotive de 200 tonnes remorquant un train de 800 Tonnes animé d'un M.R.U.V passant de 72Km/h à 216 Km/h en 20 secondes.
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bonjour.
1) Pour calculer la puissance de la chute d'eau en ch (chevaux), on peut utiliser la formule suivante :
Puissance = hauteur de la chute (en m) × débit d'eau (en m³/s) × 9,81 (accélération due à la gravité) ÷ 75
En substituant les valeurs données, on obtient :
Puissance = 100 m × 2500 m³/s × 9,81 ÷ 75
Puissance = 327600 W
Pour convertir cette valeur en ch, on peut diviser par 736 :
Puissance en ch = 327600 W ÷ 736
Puissance en ch ≈ 445 ch
La puissance de la chute d'eau est donc d'environ 445 ch.
2) Pour calculer la force exercée par le vent sur le panneau publicitaire, on peut utiliser la formule suivante :
Force = ½ × masse volumique de l'air × coefficient de traînée × surface du panneau × vitesse du vent²
En substituant les valeurs données, on obtient :
Force = ½ × 1,2 kg/m³ × 1,28 (coefficient de traînée pour un panneau rectangulaire) × 8 m² (surface du panneau) × (144 km/h ÷ 3,6)²
Force ≈ 1080 N
La force exercée par le vent sur le panneau est d'environ 1080 N.
3) Pour calculer la puissance développée par la locomotive, on peut utiliser la formule suivante :
Puissance = force × vitesse
En utilisant la deuxième loi de Newton (force = masse × accélération), on peut calculer la force nécessaire pour accélérer le train de 800 tonnes de 72 km/h à 216 km/h en 20 secondes :
Force = masse × accélération
Force = 800000 kg × ((216 km/h ÷ 3,6) - (72 km/h ÷ 3,6)) ÷ 20 s
Force ≈ 960000 N
En substituant les valeurs de force et de vitesse, on obtient :
Puissance = 960000 N × ((216 km/h ÷ 3,6) + (72 km/h ÷ 3,6)) ÷ 2
Puissance ≈ 6400000 W
Pour convertir cette valeur en kW (kilowatts), on peut diviser par 1000 :
Puissance en kW = 6400000 W ÷ 1000
Puissance en kW = 6400 kW
La puissance développée par la locomotive est donc d'environ 6400 kW.
voilà.