Exercices pour le cours de physique de Feynman
Figure 19.16
S
C
R
L
V0
D
P
Bobine
Bobinage
primaire
Bobinage
secondaire
(a) Si le moteur a huit cylindres, qu’il tourne à 4 200 tours par minute, et que les
contacts du rupteur sont ouverts 30 % du temps, quel est le courant I dans le
primaire de la bobine à l’instant où les contacts du rupteur s’ouvrent ? On suppose qu’à chaque fois qu’une étincelle se produit, les courants dans le système
décroissent à zéro avant que les contacts du rupteur ne se ferment. On rappelle
également que chaque cylindre ne subit d’explosion qu’un tour sur deux du moteur.
(b) Lorsque contacts du rupteur s’ouvrent, quel voltage maximum V max est produit
dans l’intervalle de la bougie si l’étincelle ne se produit pas ?
(c) Combien de temps t s’écoule entre l’instant où les contacts du rupteur s’ouvrent et
l’instant où voltage maximum des bougies est atteint ?
Exercice 19.41 Calculer la vitesse V d’une automobile à laquelle une de ses roues,
mal équilibrée, va se mettre à sauter sur la route. En se reportant à la figure 19.17 : W 1
est la portion du poids de la voiture portée par la roue. W 2 est le poids qui ne saute pas
(roue + pneu + freins + etc.). W 3 est le poids non en équilibré qu’on suppose petit
devant W 2 et situé sur le pourtour du pneu de rayon R. (Par exemple, W 3 pourrait être le
poids de caoutchouc arraché sur un côté du pneu pendant un arrêt brusque, toutes roues
bloquées). K est la constante de rigidité du système de suspension donnée par K = W 1 /δ 1
où δ 1 est la déflexion statique de l’axe de la roue par rapport à la carrosserie de la voiture.
k est la constante de rigidité du pneu, donnée par k = (W 1 + W 2 )/δ 2 , où δ 2 est la déflexion
statique de l’axe de la roue avec la route. On négligera l’influence des amortisseurs et le
petit mouvement vertical de l’automobile (ces influences se révèlent négligeables pour
des automobiles courantes). On prendra les valeurs numériques suivantes : W 1 = 340 kg ;
W 2 = 34 kg ; W 3 = 57 g ; R = 35 cm ; δ 1 = 15 cm ; δ 2 = 37,5 cm.
Figure 19.17
W1
V
K
k
W2
W3
R
110
Figure 19.16
S
C
R
L
V0
D
P
Bobine
Bobinage
primaire
Bobinage
secondaire
(a) Si le moteur a huit cylindres, qu’il tourne à 4 200 tours par minute, et que les
contacts du rupteur sont ouverts 30 % du temps, quel est le courant I dans le
primaire de la bobine à l’instant où les contacts du rupteur s’ouvrent ? On suppose qu’à chaque fois qu’une étincelle se produit, les courants dans le système
décroissent à zéro avant que les contacts du rupteur ne se ferment. On rappelle
également que chaque cylindre ne subit d’explosion qu’un tour sur deux du moteur.
(b) Lorsque contacts du rupteur s’ouvrent, quel voltage maximum V max est produit
dans l’intervalle de la bougie si l’étincelle ne se produit pas ?
(c) Combien de temps t s’écoule entre l’instant où les contacts du rupteur s’ouvrent et
l’instant où voltage maximum des bougies est atteint ?
Exercice 19.41 Calculer la vitesse V d’une automobile à laquelle une de ses roues,
mal équilibrée, va se mettre à sauter sur la route. En se reportant à la figure 19.17 : W 1
est la portion du poids de la voiture portée par la roue. W 2 est le poids qui ne saute pas
(roue + pneu + freins + etc.). W 3 est le poids non en équilibré qu’on suppose petit
devant W 2 et situé sur le pourtour du pneu de rayon R. (Par exemple, W 3 pourrait être le
poids de caoutchouc arraché sur un côté du pneu pendant un arrêt brusque, toutes roues
bloquées). K est la constante de rigidité du système de suspension donnée par K = W 1 /δ 1
où δ 1 est la déflexion statique de l’axe de la roue par rapport à la carrosserie de la voiture.
k est la constante de rigidité du pneu, donnée par k = (W 1 + W 2 )/δ 2 , où δ 2 est la déflexion
statique de l’axe de la roue avec la route. On négligera l’influence des amortisseurs et le
petit mouvement vertical de l’automobile (ces influences se révèlent négligeables pour
des automobiles courantes). On prendra les valeurs numériques suivantes : W 1 = 340 kg ;
W 2 = 34 kg ; W 3 = 57 g ; R = 35 cm ; δ 1 = 15 cm ; δ 2 = 37,5 cm.
Figure 19.17
W1
V
K
k
W2
W3
R
110