Les centrales hydrauliques

CHAPITRE 15 Les centrales hydrauliques
1. L'unité TWh signi?e térawattheure. 1 TWh = 1012 Wh.
2. Dans les régions alpines, on peut constituer des retenues d'eau
(barrages) en raison de l'approvisionnement en eau dû aux rivières
alimentées par la fonte des neiges, des glaciers...
3. Le développement durable doit préserver les ressources de notre
planète, son environnement. Dans le cas de la production d'énergie
électrique d'origine hydraulique, on utilise une ressource naturelle qui ne
subit pas de transformation et aucun rejet ou déchet
n'est présent. La distance de sécurité
1. La distance de sécurité à respecter sur autoroute est de : 38 + 38 + 14
= 90 m.
2. Elle représente la distance parcourue par le véhicule durant 2 s soit :
50 m.
3. Article L412-2. (inséré par loi nº 2002-3 du 3 janvier 2002
art. 26 Journal Of?ciel du 4 janvier 2002). Est puni de six mois
d'emprisonnement et de 3 750 euros d'amende tout conducteur d'un véhicule à
moteur qui, dans un tunnel, ne respecte pas la distance de sécurité
suffisante entre deux véhicules ou la distance de 50 mètres pour les
véhicules de plus de
3,5 tonnes, et qui commet la même infraction dans un délai d'un an à
compter de la date à laquelle cette condamnation est devenue dé?nitive.
Tout conducteur coupable de ce délit encourt également la peine
complémentaire de suspension, pour une durée de trois ans au plus, du
permis de conduire, cette suspension pouvant être limitée à la conduite en
dehors de l'activité professionnelle.
L'immobilisation et la mise en fourrière peuvent être prescrites dans
les conditions prévues aux articles L. 325-1 à L. 325-3.
Ce délit donne lieu de plein droit à la réduction de la moitié
du nombre de points initial du permis de conduire. La chute des météorites
1. La formation de gouttelettes métalliques atteste la présence de métal
d'origine météoritique.
2. L'énergie cinétique de la météorite s'est transformée en énergie
thermique.
3. La chute d'une énorme météorite serait la cause de la dévastation de
cette forêt. Énergie cinétique et choc
1. La transformation quasi instantanée de l'énergie cinétique
provoque la déformation du véhicule.
2. L'énergie cinétique est multipliée par quatre lorsque la vitesse du
véhicule double. Les dégâts potentiels sont quatre fois plus importants. Corrigé des exercices
EXERCICE 8
1. Le skysurfer acquiert de l'énergie de position.
2. Lors du saut, cette énergie diminue avec l'altitude.
3. Elle se transforme en énergie cinétique et également en énergie
thermique en raison du frottement avec l'air EXERCICE 9
Son énergie de position diminue : n° 2.
Son énergie cinétique augmente : a.
EXERCICE 10
1. v = 90 km/h = 90 000 m / 3600 s = 25 m/s.
2. Ec = ½ m v² = 0,5 × 300 × 25² = 93 750 J soit environ 94 kJ.
EXERCICE 11
a. La distance parcourue pendant des durées constantes augmente :
la vitesse augmente et son énergie cinétique également.
b. La distance parcourue pendant des durées constantes reste la même
: Vitesse et énergie cinétique constantes.
c. La distance parcourue pendant des durées constantes diminuent:
Vitesse et énergie cinétique en baisse.
EXERCICE 12
Distance de freinage : 5 m pour 30 km/h.
Lorsque la distance de freinage est multipliée par quatre (20 m),
l'énergie cinétique est également multipliée par quatre et donc la
vitesse est multipliée par deux : 60 km/h.
Lorsque la distance de freinage est multipliée par neuf (45 m),
l'énergie cinétique est également multipliée par neuf et donc la vitesse
est multipliée par trois : 90 km/h.
EXERCICE 13
1. L'énergie cinétique diminue au cours du freinage.
2. L'énergie thermique est responsable du rougeoiement des freins.
3. La transformation de l'énergie cinétique en énergie thermique a lieu
lors du freinage
en raison des frottements.
EXERCICE 15
1. L'énergie cinétique n'est pas proportionnelle à la vitesse, car la
courbe représentative
Ec = f(v) n'est pas une droite passant par l'origine
2. v = 5 m/s : Ec/v² = 12,5/25 = 0,5 ;
v = 8 m/s : Ec/v² = 32/64 = 0,5
v = 9 m/s : Ec/v² = 40/81= 0,5
Le rapport Ec/v² est constant. Il y a proportionnalité entre l'énergie
cinétique et le carré de la vitesse. EXERCICE 16
v = d / t donc d = v t
v = 130 km/h = 130 000 m / 3600 s = 36,11 m/s
aussi, la distance parcourue pendant 2 s est d = 36,11 * 2s = 72 m environ Cette distance est inférieure à la distance de sécurité préconisée,
qui est de : 38 + 14 + 38 = 90 m.
Il faudra donc plus de deux secondes pour parcourir la distance de
sécurité.
EXERCICE 17
1. Prenons deux vitesses : 50 km/h et 100 km/h.
La vitesse double et les graphiques montrent que l'énergie
correspondante quadruple. Celle-ci étant responsable des dégâts
occasionnés lors des chocs, la phrase énoncée prend tout son sens.
2. L'énergie cinétique est proportionnelle à la masse du véhicule.
Pour une même vitesse, les dégâts occasionnés par un véhicule plus lourd
seront plus importants.
EXERCICE 18
1 Distance d'arrêt :DA = 80 m.
2. La distance d'arrêt, DA, est égale à la distance parcourue pendant le
temps de réaction, D
R, augmentée de la distance parcourue pendant le freinage, DF. DA = DR
= DF
Donc DF = DA - DR = 50 m - 20 m = 30 m.
3. Sur route mouillée : v ? 52 km/h.
Sur route sèche : v ? 92 km/h.
4. D'après le graphique, cette vitesse est de 90 km/h. EXERCICE 19
1. L'altitude de la voiture diminue : son énergie de position également.
2. Ec = ½ m v² avec v= 90 km/h = 90 000 m /3 600s = 25 m/s
soit Ec = 0,5 × 1000 × 25² ? 3,1 × 105 J.
3. La distance dR franchie pendant le temps de réaction de 1 s est de
DF = v t = 25 m/s × 1 s = 25 m.
4. Le tableau indique que la distance de freinage est dF = 46 m.
5. La distance d'arrêt dA est dA = dR + dF = 25 + 46 = 71 m.
EXERCICE 20
Lorsque la vitesse passe de 30 km/h à 60 km/h, la hauteur de chute
équivalente est multipliée par quatre : 14m = 4 × 3,5m, comme son
énergie cinétique.
Pour 90 km/h, la vitesse est multipliée par trois, donc la hauteur de chute
est multipliée par neuf : 9 × 3,5 = 31,5 m.
Pour 120 km/h, la hauteur de chute est multipliée par seize : 16 ×
3,5m = 56 m.
Pour 150 km/h, la hauteur de chute est multipliée par vingt-cinq :
25 × 3,5m = 87,5 m. EXERCICE 21
La distance de sécurité sur route doit être au moins égale à la
distance franchie pendant une durée de 2 s. EXERCICE 22
La courbe bleue représente la distance, dR, parcourue par le véhicule
pendant la durée de réaction du chauffeur (1 s, en général) avant qu'il
n'actionne la pédale de frein.
Cette distance est proportionnelle à la vitesse. À 90 km/h, dR = 25 m/s.
La courbe rouge représente la distance de freinage, dF, (activité 3).
Elle est proportionnelle au carré de la vitesse. La distance d'arrêt dA est
: dA = dR + dF
Exemple : à 90 km/h, dA = 25 + 46 = 71 m.
EXERCICE 23
Lors de la chute du parachutiste, son énergie de position se
transforme en énergie cinétique et en énergie thermique due au frottement.
Avant l'ouverture, l'énergie de position diminue et l'énergie cinétique
augmente. Il y a un peu d'énergie thermique
produite. Après l'ouverture du parachute, l'énergie de position
diminue et l'énergie cinétique reste quasiment constante. L'énergie
thermique produite augmente. EXERCICE 24
Observez le document ? 50 km/h. ? 30 m est la distance séparant
l'automobiliste du piéton lorsqu'il l'aperçoit. ? Cette distance
représente la distance d'arrêt du véhicule, à ne pas dépasser. ?
L'automobiliste roulant à la vitesse de 60 km/h ne peut éviter
le piéton. Élaborez une stratégie de résolution
On appelle temps de réaction du conducteur la durée séparant la vue de
l'obstacle du début du freinage.
? À 50 km/h, la distance parcourue est de 50/3,6 = 14 m. À 60 km/h, cette
distance est de 60/3,6 = 17 m.
? À 50 km/h, la distance de freinage est de 14 m, tandis qu'elle est de 20
m à 60 km/h.
? À 50 km/h, la distance d'arrêt est de 14 + 14 = 28 m. À 60 km/h, la
distance d'arrêt est de 17 + 20 = 37 m. Concluez : Ne pas respecter les limitations de vitesse en ville peut
être dangereux.