L’énergie cinétique et la force centrifuge – quèsaco ?
Enseignées au lycée, sous forme de formules, l’énergie cinétique et la force centrifuge restent souvent abstraites. Pourtant, sur la route, elles ont un sens très pratique et utile à comprendre.
L’énergie cinétique se crée dès que vous roulez à une certaine vitesse.
C’est une énergie physique. Pour la déplacer, la ralentir ou l’accélérer, il faut la puissance du moteur. Pour freiner cette énergie déployée, il faut la transformer en autre chose, souvent en une énergie calorifique. Cette dernière sera créée entre les plaquettes de frein et les disques de frein ainsi que par la friction des pneus sur le sol. Le fait que les pneus aient une adhérence au sol génère une zone de chaleur. Il y a également une zone de chaleur sur les disques et les plaquettes de frein. L’énergie cinétique, qui était une vitesse à la base, s’échappe en énergie calorifique dans cette chaleur. Grâce à cette transformation, vous pouvez freiner, réduire votre vitesse.
Vous connaissez l’adage : rien ne se perd, tout se transforme ? Pensez, qu’à chaque fois, que vous déplacez de l’énergie cinétique, il faut la transformer en autre chose pour ralentir ou freiner. Pourquoi il est utile d’en avoir conscience ? Par exemple, pour choisir votre véhicule. Plus il est lourd, plus l’énergie cinétique sera importante. Plus, la transformation de cette énergie sera importante. D’où l’intérêt des petites voitures.
C’est, surtout, très utile pour estimer la bonne vitesse et votre capacité à freiner au bon moment. Notamment, en cas de nécessité d’un freinage d’urgence. Rouler à 50 km/h ou à 60 km/h peut paraître avoir un faible impact. Il ne s’agit que de 10 km/h, pas vrai ?
En tenant compte de l’énergie cinétique, vous saurez que la différence est multipliée par 100. C’est énorme ! En effet, la formule de l’énergie cinétique :
½ *la masse en kilo multiplié par la vitesse au carré (1/2*m*v²)
En effet, la vitesse de 10 km au carré, cela donne 100. D’où la fréquente incompréhension des conducteurs face aux panneaux signalétiques de la vitesse. Ils se disent « qu’un petit dépassement n’a pas de grandes conséquences ». Il faut dire que l’importance de l’énergie cinétique est rarement expliquée à l’autoécole. Soyez malin, considérez la vitesse en tenant compte de l’énergie cinétique !
La force centrifuge, utile à comprendre pour les virages :
L’énergie cinétique va vous pousser en arrière ou en avant quand vous roulez. La force centrifuge, quant à elle, vous poussera en extérieur. Par exemple, quand vous prenez un virage, elle se déploie. Sa formule tient compte du rayon du virage :
La masse multipliée par la vitesse au carrée divisé par le rayon (m*v²/R)
Plus le rayon du virage est grand, plus vous diminuez la masse qui est fixe et la vitesse au carré, qui peut être considérée comme stable à un moment dans le virage. C’est pourquoi, en pilotage, vous utiliserez une trajectoire qui est « la trajectoire idéale ». C’est aussi pour cela que les pilotes incitent à utiliser les trajectoires choisies les plus larges possibles. Pour que dans chaque virage, le rayon soit le plus grand possible. Cela diminue la masse et la vitesse au carré, et DONC la force centrifuge. Vous êtes moins poussé en extérieur du virage. C’est intéressant d’en avoir conscience. Vous pourrez augmenter le rayon du virage le plus possible, pour diminuez la force centrifuge. Il y a des vraies conséquences à faire des virages trop serrés. Soyez malin, augmentez les rayons de vos virages et diminuez la force centrifuge !
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