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Calcul du rendement de notre moteur

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  1. Puissance du moteur
  2. Puissance d’une bougie
  3. Rendement du moteur
  4. Explication du rendement

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1

Puissance du moteur

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M1 CD = 15,5 g = 1,55.10-2 kg

M18 CD = 18 . M1 CD = 18 x 1,55.10-2 = 2,79.10-1 kg

​

RCylindre = 6,0 cm = 6,0.10-2 m

​

I Totale =½ . M18 CD . Rcylindre2 =½ . 2,79.10-1 x (6,0.10-2)2 = 5,0.10-4 kg.m²

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Nombre de tours

123

97

72

128

121

Moyenne

Temps (s)

30

20

20

30

30

26

Tours par seconde

4,1

4,85

3,6

4,27

4,03

4,17

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Angle (rad)

11π/36

π/2

11π/36

π/3

Moyenne

Temps (s)

0.25

0.25

0.25

0.25

0.25

Vitesse de rotation (rad.s-1)

3,8

6,28

3,8

2,1

4,0

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⍵ = 2𝜋f

​

⍵ {omega} : Vitesse de rotation (rad.s-1)

f : Fréquence des tours (Hz)

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ω2 = 2πf

ω2 = 2π x 4,17

ω2 ≃ 26,2 rad.s-1

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P = ½ * 5,0.10-4 * (26,2²-4,0²)/0.75 = 2,2.10-1 W

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2

Puissance

d’une bougie

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Temps (s)

0

40

Température de 20g d’eau (°C)

33

40

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Q = m . Cm . ( Tf - Ti )

​

Tf - Ti = 40 - 33 = 7 °C

​

m = 20g = 2,0.10-2 kg

​

Cmeau = 4185 J.°C-1.kg-1

​

Q = 2,0.10.2 x 4185 x 7 = 585,88 J

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P’ = Q/t = 585,88 / 40 = 14,647 W

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n = 4

​

P’ = 14,6475 W

​

PnB = 4 x 14,6475 = 58,59 W

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3

Rendement du moteur

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P = 1,7.10-1 J

​

PnB = 58,59 W

​

η = 2,2.10-1 / 58,59 = 0,38 %

​

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4

Explication du rendement

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-Matériaux de construction

Boîtes de conserve -> Pertes thermiques

-> Mauvaise étanchéité

Fils de fer -> Mauvaise rigidité du vilebrequin

Laine de fer

Ballon de baudruche

​

-Qualité de la construction

Frottements

​

​

​

​

​