Sciences de l'ingénieur · Première · Statique du solide indéformable
Énergie et mécanique
Puissance, rendement : suivre les pertes.
En bref
Un système ne crée pas d’énergie : il en convertit, avec des pertes.
Un système ne crée pas d’énergie : il en convertit, avec des pertes. Toute l’étude consiste à suivre cette conversion et à chiffrer ce qui se perd.
Puissance et énergie
| Domaine | Formule | Unités |
|---|---|---|
| Électrique | P = U × I | watts, volts, ampères |
| Mécanique de rotation | P = C × ω | watts, newton-mètres, radians par seconde |
| Énergie | E = P × t | joules, watts, secondes |
Le rendement
η = puissance utile / puissance absorbée.
Il est toujours inférieur à 1 : les pertes partent en chaleur (effet Joule), en frottement, en bruit. Et surtout, les rendements se multiplient en cascade — trois éléments à 0,9 chacun donnent 0,9 × 0,9 × 0,9 = 0,73 au total, pas 0,9.
| Nombre d’éléments à 0,9 | Rendement global |
|---|---|
| 1 | 0,90 |
| 2 | 0,81 |
| 3 | 0,73 |
| 5 | 0,59 |
Statique et dynamique
| Situation | La condition | Ce qu’elle donne |
|---|---|---|
| Statique | Somme des forces nulle et somme des moments nulle | L’équilibre |
| Dynamique | Somme des forces = m × a | L’accélération |
Les deux conditions de la statique sont nécessaires : un solide peut avoir une résultante nulle et tourner malgré tout.
Transmission de mouvement
| Système | Rapport de transmission | Ce qu’il fait |
|---|---|---|
| Engrenages | Nombre de dents | Rotation vers rotation |
| Poulies-courroie | Diamètres | Rotation vers rotation, à distance |
| Vis-écrou | Pas de la vis | Rotation vers translation |
| Bielle-manivelle | Géométrie | Rotation vers translation alternée |
Réduire la vitesse augmente le couple d’autant : c’est le même produit P = C × ω qui se conserve, aux pertes près. Un réducteur ne crée pas de force, il échange de la vitesse contre du couple.
Teste-toi
6 questions pour vérifier
Touche une réponse : la correction s’affiche tout de suite.
1.Quelle est la relation entre puissance, couple et vitesse angulaire ?
2.Le rendement d’un système réel peut dépasser 1.
3.Trois éléments de rendement 0,9 en cascade donnent un rendement global de…
4.En électricité, la puissance vaut…
5.Un réducteur augmente le couple en diminuant la vitesse.
6.Un solide est en équilibre lorsque…
0 / 6 questions
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