Cuestionario: Puissance mécanique et rendement — 11 preguntas

1. Quelle grandeur, exprimée en joules, représente l’énergie disponible sur un solide et liée à son action ainsi qu’à son déplacement ?

A. La vitesse mécanique

B. La puissance mécanique

C. Le travail mécanique

D. L’énergie mécanique

Answer: (D)

Explicación

L’énergie mécanique, exprimée en joules, correspond à l’énergie disponible sur un solide et liée à l’action exercée par ce solide et à son déplacement.

2. Que mesure principalement la puissance mécanique d’un système ?

A. Une force exercée pendant un déplacement

B. Une quantité totale d’énergie stockée

C. Une distance parcourue par unité de temps

D. Un débit d’énergie transmis par seconde

Answer: (D)

Explicación

La puissance mesure la quantité d’énergie transmise, absorbée ou cédée par seconde. Elle se distingue donc de l’énergie, qui représente une quantité totale.

3. Un système transmet une énergie mécanique de 600 J en 3 s. Quelle est sa puissance mécanique moyenne ?

A. 300 W

B. 200 W

C. 1 800 W

D. 600 W

Answer: (B)

Explicación

La puissance mécanique se calcule avec la relation P = E_m/t. Ici, P = 600/3 = 200 W.

4. Quelle relation permet de calculer la puissance mécanique d’un solide en translation soumis à une force et animé d’une vitesse ?

A. P = Cω

B. P = F·V

C. P = F/V

D. P = E_m/t²

Answer: (B)

Explicación

En translation, la puissance mécanique est donnée par le produit scalaire P = F⃗·V⃗. La relation P = Cω concerne la rotation.

5. Un vérin exerce une force de 2 000 N parallèle à la vitesse d’un solide de 0,15 m·s⁻¹. Quelle puissance mécanique fournit-il ?

A. 2 000 W

B. 13 333 W

C. 1 333 W

D. 300 W

Answer: (D)

Explicación

Lorsque la force est parallèle à la vitesse, P = FV. Ainsi, P = 2 000 × 0,15 = 300 W.

6. Quelle expression donne la puissance mécanique d’un solide en rotation soumis à un couple de moment C ?

A. P = Cω

B. P = C/ω

C. P = E_m/t

D. P = F·V

Answer: (A)

Explicación

En rotation, la puissance mécanique vaut P = Cω, où C est le moment du couple et ω la vitesse angulaire. La relation P = F·V s’applique à la translation.

7. Le couple moteur d’un arbre de sortie vaut 40 N·m et sa vitesse angulaire est de 50 rad·s⁻¹. Quelle est la puissance mécanique fournie par le moteur ?

A. 0,8 W

B. 2 000 W

C. 90 W

D. 4 500 W

Answer: (B)

Explicación

La puissance sur l’arbre moteur se calcule avec P_m = C_mω_m. Ici, P_m = 40 × 50 = 2 000 W.

8. Que représente le rendement η d’un mécanisme ?

A. Le rapport entre l’effort de sortie et la vitesse d’entrée

B. La différence entre la puissance d’entrée et la puissance de sortie

C. La part de la puissance absorbée en entrée restituée en sortie

D. La puissance totale dissipée par les frottements

Answer: (C)

Explicación

Le rendement représente la part de la puissance absorbée à l’entrée qui est restituée à la sortie. La différence entre les puissances d’entrée et de sortie correspond plutôt à la puissance perdue.

9. Un mécanisme absorbe une puissance d’entrée de 500 W et restitue une puissance de sortie de 400 W. Quelle est son rendement ?

A. 0,20, soit 20 %

B. 0,80, soit 80 %

C. 100 W, soit 100 %

D. 1,25, soit 125 %

Answer: (B)

Explicación

Le rendement se calcule avec la relation η = P_s/P_e. Ici, η = 400/500 = 0,8, soit 80 %.

10. Quelle distinction caractérise un mécanisme parfait par rapport à un mécanisme réel ?

A. Le mécanisme parfait fonctionne avec des frottements importants, tandis que le mécanisme réel n’en présente pas

B. Le mécanisme parfait transmet toute la puissance d’entrée, tandis que le mécanisme réel en perd une partie

C. Le mécanisme parfait restitue moins de puissance que le mécanisme réel

D. Le mécanisme parfait transforme toute la puissance en chaleur, tandis que le mécanisme réel la transmet intégralement

Answer: (B)

Explicación

Un mécanisme parfait transmet toute la puissance d’entrée sans pertes par frottement. Un mécanisme réel en perd une partie, notamment sous forme de chaleur ou par usure des pièces.

11. Dans un mécanisme réel, quelle relation entre les puissances et le rendement est attendue ?

A. P_s < P_e et η < 1

B. P_s = 0 et η = 1

C. P_s > P_e et η > 1

D. P_s = P_e et η = 1

Answer: (A)

Explicación

Les frottements et les autres pertes font qu’un mécanisme réel restitue moins de puissance qu’il n’en absorbe. Son rendement est donc inférieur à 1.