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Vidéo question :: Détermination des effets de la viscosité des fluides sur les véhicules Physique • Deuxième année secondaire

Pour réduire la consommation de carburant, il est conseillé aux automobilistes de conduire _.

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Transcription de la vidéo

Remplissez le blanc. Pour réduire la consommation de carburant, il est conseillé aux automobilistes de conduire blanc. (A) À grande vitesse, (B) avec une accélération moyenne, (C) avec une accélération élevée, (D) à vitesse moyenne.

Cette question nous demande de considérer un conducteur qui conduit sur une autoroute et de déterminer les conseils à donner s’il veut réduire leur consommation de carburant. La consommation de carburant d’une voiture dépend de la quantité de travail que le moteur de la voiture doit faire pour se déplacer. Plus la voiture fait de travail, plus sa consommation de carburant est élevée. Afin de comprendre comment réduire la consommation de carburant, nous devrons utiliser une propriété des fluides appelée la viscosité. La viscosité est définie comme l’intensité du frottement interne d’un fluide et affectera la façon dont le fluide se déplace et comment les objets se déplacent à travers le fluide. N’oubliez pas que les fluides comprennent à la fois des liquides et des gaz, de sorte que l’air extérieur a également une viscosité associée.

Lorsque des objets se déplacent dans un fluide, la viscosité de ce fluide provoque une force de traînée, 𝐹 indice 𝐷. Lorsqu’un objet se déplace dans l’air, cette force de traînée est souvent appelée résistance de l’air. Les forces de traînée s’opposent toujours au mouvement d’un objet se déplaçant dans le fluide. Ainsi, la résistance de l’air agira pour ralentir une voiture. Cela augmente la consommation de carburant de la voiture car le moteur doit travailler pour vaincre cette force et continuer à avancer.

L’intensité de cette force de traînée dépend de la viscosité du fluide et du vecteur vitesse de l’objet se déplaçant dans le fluide. À basse vitesse, la force de traînée 𝐹 indice 𝐷 est proportionnelle au vecteur vitesse. Mais lorsque les objets commencent à se déplacer à grande vitesse, 𝐹 indice 𝐷 est proportionnel au vecteur vitesse des objets au carré. Lorsque les objets se déplacent dans un fluide à une vitesse élevée, la force de traînée sera beaucoup plus grande que s’ils se déplaçaient à une vitesse inférieure. Nous pouvons voir la relation entre le vecteur vitesse et la force de traînée dans ce graphique ici. Notez que la force de traînée commence à augmenter rapidement après un certain vecteur vitesse.

Maintenant que nous avons rafraîchi nos souvenirs sur la viscosité et son incidence sur les objets qui se déplacent dans les fluides, examinons les options qui nous sont données pour déterminer laquelle réduira la consommation de carburant pour un conducteur. L’option (A) dit que nous devrions conseiller au conducteur de conduire à des vitesses élevées. Mais nous savons que la force de traînée augmente à grande vitesse, ce qui ne réduit pas la consommation de carburant. L’option (B) conseille de conduire avec une accélération moyenne. Si le conducteur accélère, sa vitesse augmente continuellement. Cela signifie qu’il finira par atteindre des vitesses élevées, ce qui entraînera davantage de traînée. Donc, cela ne réduira pas non plus la consommation de carburant.

L’option (C) conseille au conducteur de conduire avec une forte accélération. Encore une fois, le conducteur atteindrait une vitesse élevée et ne réduirait donc pas sa consommation de carburant. L’option (D) conseille que le conducteur roule à vitesse moyenne. Si le conducteur roule à vitesse moyenne, la force de traînée que subit la voiture sera inférieure à celle du conducteur qui conduit à grande vitesse. Cela conduit à une consommation de carburant inférieure pour la voiture. Par conséquent, l’option (D), à vitesse moyenne, est la bonne réponse.

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