Échauffement d'une jante de vélo par frottement

Intermédiaire
Partager

Énoncé

Un cycliste freine en actionnant les patins qui frottent sur la jante de la roue avant. Pendant le freinage, la longueur totale de contact patin/jante vaut , avec une force de frottement . La jante, en aluminium, a une masse et une capacité thermique massique . On suppose que toute l'énergie dissipée par frottement est transférée à la jante sous forme d'énergie interne.

1) Calculer le travail, en valeur absolue, de la force de frottement pendant le freinage.

2) En déduire la variation d'énergie interne de la jante.

3) Calculer l'élévation de température de la jante.

4) La jante était initialement à . Sachant que l'aluminium fond vers , commenter le risque d'endommagement de la jante lors de ce freinage.

Indices

— clique pour révéler
1 Indice 1
Le travail des frottements vaut $f \times d$ en valeur absolue, avec la longueur totale de contact. Toute cette énergie passe dans la jante.
2 Indice 2
L'élévation de température s'obtient ensuite par $\Delta T = \dfrac{\Delta U}{m\,c}$, la masse en kilogrammes. Compare le résultat à la température de fusion pour conclure.

Bloqué sur cet exercice ?

Prof Hicham peut t'expliquer pas à pas, en s'adaptant à ton niveau.

Demander à Prof Hicham

La méthode — par où commencer

Le travail des frottements vaut en valeur absolue, avec la longueur totale de contact. Toute cette énergie passe dans la jante.

L'élévation de température s'obtient ensuite par , la masse en kilogrammes. Compare le résultat à la température de fusion pour conclure.

La rédaction complète, étape par étape, se trouve juste en dessous.

Exercice Terminé? 🎉

Validez votre réponse pour enregistrer votre progression et gagner des points

Équilibre thermique entre un bloc d'aluminium et de l'eau Tous les exercices du chapitre La convention de signe, source d'erreurs