Puissance des forces de frottement en voiture : exemple

Puissance des forces de frottement en voiture : exemple

Cet article illustre de façon numérique la puissance des forces de frottement et leurs importances respectives selon la vitesse.

Données utiles aux calculs

Il suffit du poids à vide et du SCx pour déterminer la puissance nécessaire en fonction de la vitesse ! Il s'agit ici d'une Laguna 1 2.0 essence.

Poids à vide : m = 1300kg, SCx = 0.648m²

Expression des puissances (voir article précédent) :

Puissance des frottements aérodynamiques Pa : Pa =  1/2.ρ.S.Cx.v³

Puissance des frottements solides Ps : Ps = m.g.k.v

Unités

vitesse : m/s, puissances Pa et Ps : W.

Conversions : 1CV = 735.5W et 1m/s = 3.6km/h

Exemple à 10 km/h et 25°C :

Pa = 0.5 x 1.186 x 0.648 x (10/3.6)³

Pa = 6.9W

Pour la masse, on ajoute la masse du conducteur (70kg par exemple, d'où 1370kg total) :

Ps = (1300+70) x 9.81 x 0.015 x (10/3.6)

Ps = 560W

La puissance totale vaut la somme :

P = Pa + Ps = 567W

Les frottements solides sont prépondérants à 10 km/h (99% du total).

Exemple à 130 km/h et 25°C :

Pa = 18.1 kW, Ps = 7.28kW et P = 25.4kW (35CV)

En revanche, à 130 km/h, les frottements aérodynamiques sont prépondérants (71% du total). Une puissance de 35CV est nécessaire pour rouler à 130 km/h.

Pour rouler à 10 km/h en terrain plat, 567W sont nécessaires alors que pour maintenir 130 km/h, il faut 25.4 kW ! Cette valeur peut servir de repère pour la plupart des voitures. A titre indicatif, vu le rendement typiques des moteurs (25%), c'est alors une centaine de kW de chaleur dissipés dans l'environnement par le moteur et le déplacement même du véhicule.

Un cycliste développe une puissance d'environ 400W à 40km/h. Ci dessous, on prend conscience de l'ordre de grandeur des puissances dissipées par des appareils courants et une voiture typique à 130 km/h :

Puissance des forces de frottement en voiture : exemple, posté par nina67 le Thursday, September 10, 2009