TD - Physique Appliquée

TD Sciences Appliquées STS
Energies Energies 3
Exercice 1: Questions de cours 3
Exercice 2: Energie d'une masse 3
Exercice 3: Peut-on récupérer l'énergie de la foudre ? Solution : 3 3
Exercice 4: Véhicule Annemasse Bogève : Solution : 1 4
Exercice 5: Ascenseur de la tour Sears : Solution : 5 4
Exercice 6: Consommation d'une ampoule : Solution : 6 4
Exercice 7: Nature des conversions d'énergie d'une voiture : Solution : 7
4
Exercice 8: Questions de cours sur les centrales nucléaire : Solution : 8
4
Exercice 9: Questions de cours sur les centrales thermiques : Solution : 9
4
Exercice 10: Questions de cours sur les centrales hydrauliques : Solution
: 10 4
Exercice 11: Questions de cours sur les panneaux photovoltaïques :
Solution : 11 4
Exercice 12: Questions de cours sur les éoliennes : Solution : 12 4
Exercice 13: Bilan de puissance d'un moteur électrique Solution : 13 5
Exercice 14: Travail d'une force de traction. Solution : 14 5
Exercice 15: Alberto Contador dans la montée du Plateau de Beille.
Solution : 15 5
Exercice 16: Bilan énergétique d'un lève-vitre électrique. Solution : 16
5
Exercice 17: Skieur et télésiège. Solution : 17 5
Exercice 18: Bilan de puissance d'un moteur à courant continu. Solution :
18 6
Exercice 19: Groupe électrogène. Solution : 19 6
Exercice 20: Interrupteur électronique. Solution : 20 6
Exercice 21: Mcc à excitation indépendante. Solution : 21 7
Exercice 22: Bouilloire électrique. Solution : 22 7
Exercice 23: Cafetière électrique. Solution : 23 7
Exercice 24: Automobile. Solution : 24 7
Exercice 25: Uranium. Solution : 25 8
Exercice 26: Centrale nucléaire. Solution : 26 8
Exercice 27: Photovoltaïque. Solution : 27 8
Exercice 28: Centrale de Grand Maison : Solution : 28 9
Exercice 29: Bilan de puissance d'une centrale nucléaire : Solution : 29
10
Exercice 30: Batteries d'un véhicule électrique : Solution : 30 11
Exercice 31: BTS Et 2007 Metro Batteries Peugeot 106 : Exercice 30: 12
Exercice 32: BTS Etk 2007 Nouméa (Solution : 32) 12
Exercice 33: BTS 2006 Nouméa Véhicule hybride (Solution : 32) 14
Exercice 34: Centrale hydraulique de Serre Ponçon : Solution : 34 16
Exercice 35: Etude d'un véhicule électrique Exercice 35:Etude d'un
véhicule électrique 16
Exercice 36: Centrale thermique à flamme : Solution : 36 17
Exercice 37: Vélo électrique : Solution : 37 18
Exercice 38: Centrale hydraulique de montagne : Solution : 38 18
Exercice 39: BTS 2012 Nouméa Alimentation en énergie d'un site isolé
(Solution : 39) 19
Exercice 40: BTS 2012 Métro Sucrerie (Solution : 40) 22
Energie Corrections 23
Solution : 1. Exercice 1:Questions de cours 23
Solution : 2. Exercice 2: Energie d'une masse 23
Solution : 3. Exercice 3:Peut-on récupérer l'énergie de la foudre ? 23
Solution : 4. Exercice 4:Véhicule Annemasse Bogève 24
Solution : 5. Exercice 5:Ascenseur de la tour Sears 25
Solution : 6. Exercice 6:Consommation d'une ampoule 26
Solution : 7. Exercice 7:Nature des conversions d'énergie d'une voiture
26
Solution : 8. Exercice 8:Questions de cours sur les centrales nucléaire
26
Solution : 9. Exercice 9:Questions de cours sur les centrales
thermiques : Solution : 9 27
Solution : 10. Exercice 10:Questions de cours sur les centrales
hydrauliques 27
Solution : 11. Exercice 11:Questions de cours sur les panneaux
photovoltaïques 27
Solution : 12. Exercice 12:Questions de cours sur les éoliennes 27
Solution : 13. Exercice 13:Bilan de puissance d'un moteur électrique
27
Solution : 14. Exercice 14:Travail d'une force de traction. 27
Solution : 15. Exercice 15:Alberto Contador dans la montée du
Plateau de Beille. 28
Solution : 16. Exercice 16:Bilan énergétique d'un lève-vitre
électrique. 28
Solution : 17. Exercice 17:Skieur et télésiège. 28
Solution : 18. Exercice 18:Bilan de puissance d'un moteur à courant
continu. 28
Solution : 19. Exercice 19:Groupe électrogène. 29
Solution : 20. Exercice 20:Interrupteur électronique. 29
Solution : 21. Exercice 21:Mcc à excitation indépendante. 30
Solution : 22. Exercice 22:Bouilloire électrique. 30
Solution : 23. Exercice 23:Cafetière électrique. 30
Solution : 24. Exercice 24:Automobile. 31
Solution : 25. Exercice 25:Uranium. 31
Solution : 26. Exercice 26:Centrale nucléaire. 31
Solution : 27. Exercice 27:Photovoltaïque. 31
Solution : 28. Exercice 28:Centrale de Grand Maison 32
Solution : 29. Exercice 29:Bilan de puissance d'une centrale
nucléaire 32
Solution : 30. Exercice 30:Batteries d'un véhicule électrique 33
Solution : 31. Exercice 30:BTS Et 2007 Metro Batteries Peugeot
106 : Exercice 30: 33
Solution : 32. Exercice 33:BTS 2006 Nouméa Véhicule hybride
(Solution : 32) 33
Solution : 33. Exercice 32:BTS Etk 2007 Nouméa (Solution : 32) 34
Solution : 34. Exercice 34:Centrale hydraulique de Serre Ponçon 35
Solution : 35. Exercice 35:Etude d'un véhicule électrique 35
Solution : 36. Exercice 36:Centrale thermique à flamme 37
Solution : 37. Exercice 37:Vélo électrique 37
Solution : 38. Exercice 38:Centrale hydraulique de montagne 37
Solution : 39. Exercice 38: BTS 2012 Nouméa Alimentation en énergie
d'un site isolé : 38
Solution : 40. Exercice 38:Exercice 40:BTS 2012 Métro Sucrerie
(Solution : 40): 40 Energies
1 Questions de cours Donnez l'expression du travail d'une force en translation ainsi que les
unités de chaque terme
Donnez l'expression de la puissance d'une force en translation ainsi que
les unités de chaque terme
Donnez l'expression du travail d'une force en rotation ainsi que les unités
de chaque terme
Donnez l'expression de la puissance d'une force en rotation ainsi que les
unités de chaque terme
Donnez l'expression de l'énergie potentielle ainsi que les unités de chaque
terme
Donnez l'expression de l'énergie cinétique ainsi que les unités de chaque
terme
Donnez l'expression de l'énergie calorifique ainsi que les unités de chaque
terme
Donnez l'expression de l'énergie électrique ainsi que les unités de chaque
terme
Complétez le schéma et donnez 2 expressions du rendement à l'aide des
diverses entrées et sorties du système
|[pic] |[pic] |
| | |
| |[pic] |
2 Energie d'une masse : Solution : 2 |Si l'on considère 100 kg de fonte poussés par un athlète sur|[pic] |
|0.7 m de hauteur. | |
|Quelle est l'énergie potentielle gagnée par cette fonte | |
|Si l'athlète lâche brutalement ces poids, sous quelle forme | |
|se convertit-elle ? | |
|Quelle est la vitesse atteinte en butée. | |
|Lors d'une utilisation de l'agrée l'athlète effectue une | |
|montée et une descente toutes les 3 s, la phase de poussée | |
|dure 1 s et la phase | |
|Quelle est la puissance développée par l'athlète, lors de la| |
|poussée et en moyenne si les montées et descentes se | |
|succèdent. | |
|Le gérant estime que cette machine fonctionne environ 4h/j à| |
|ce régime | |
|Quelle énergie quotidienne dispose-t-on. | |
|Combien de temps peut-on faire fonctionner une ampoule à LED| |
|de 20 W | |
3 Peut-on récupérer l'énergie de la foudre ? Solution : 3 Le champ électrique atmosphérique sous nuage orageux est de l'ordre de
20kV/m.
En moyenne, un éclair transporte Q=5 C.
Les nuages d'orages se situent en moyenne à 5000 m du sol.
Un éclair dure en moyenne 25ms
1. Quelle est la tension U entre le sol et le nuage
2. Quelle est l'énergie et la puissance d'un éclair d'orage (on se
souviendra que [pic])?
Un orage a un nombre d'éclairs très variable, entre 10 et plusieurs
milliers. Disons en moyenne 100 éclairs.
3. Quelle est l'énergie moyenne produite par un orage ?
Il y a environ 1 million d'éclairs par an sur la France.
Un foyer consomme une puissance moyenne de 4 kW
4. Quel est le nombre d'habitants que cette énergie pourrait alimenter en
électricité pendant un an ? 4 Véhicule Annemasse Bogève : Solution : 1 Un véhicule automobile grimpe d'Annemasse à Bogève à pour finalement
s'arrêter.
Enumérer les changements qui s'opèrent dans le véhicule lors de ce trajet.
Associer à chacun de ces changements le type d'énergie approprié.
Dessiner la chaîne énergétique entre le point de départ et l'arrivée. 5 Ascenseur de la tour Sears : Solution : 5 L'ascenseur express de la tour Sears à Chicago a une vitesse moyenne de
548,6 m/min, lors de sa montée au 103ème étage, à 408,4 m au-dessus du sol.
Supposant que la charge totale est de 1,0.103 kg, et que la force de
traction des câbles compense exactement le poids total de l'ascenseur,
On rappelle : accélération de pesanteur terrestre g = 9,8 m.s-2.
1°) Nommer et expliciter la formule décrivant le gain d'énergie
2°) Calculer le travail des forces de trac