Calcul de la Force du Vent sur un Bâtiment

Calcul de la Force du Vent sur un Bâtiment

Comprendre le Calcul de la Force du Vent sur un Bâtiment

Vous êtes assistant de recherche dans une équipe qui étudie les effets du vent sur les bâtiments de grande hauteur.

Aujourd’hui, vous devez calculer la force du vent qui agit sur un nouveau gratte-ciel de la ville pour vérifier si sa conception résiste aux conditions météorologiques extrêmes prévues.

Données :

  • La vitesse du vent prévue est de 90 km/h.
  • La densité de l’air est approximativement \(1.225 \, \text{kg/m}^3\).
  • La surface frontale du bâtiment exposée au vent est de \(1500 \, \text{m}^2\).

Questions :

  1. Convertissez la vitesse du vent en mètres par seconde.
  2. Calculez la pression dynamique du vent.
  3. Déterminez la force totale exercée par le vent sur le bâtiment.

Correction : Calcul de la Force du Vent sur un Bâtiment

1. Conversion de la vitesse du vent

La première étape consiste à convertir la vitesse du vent de kilomètres par heure (km/h) en mètres par seconde (m/s), ce qui est plus pratique pour les calculs physiques.

Formule de conversion :

\[ v_{\text{m/s}} = v_{\text{km/h}} \times \frac{1000}{3600} \]

Substitution des valeurs :

\[ v_{\text{m/s}} = 90 \, \text{km/h} \times \frac{1000 \, \text{m}}{3600 \, \text{s}} \] \[ v_{\text{m/s}} = 25 \, \text{m/s} \]

2. Calcul de la pression dynamique du vent

Avec la vitesse du vent en m/s, nous pouvons maintenant calculer la pression dynamique à l’aide de la formule donnée.

Formule de la pression dynamique :

\[ P = \frac{1}{2} \rho v^2 \]

Substitution des valeurs :

\[ P = \frac{1}{2} \times 1.225 \, \text{kg/m}^3 \times (25 \, \text{m/s})^2 \] \[ P = \frac{1}{2} \times 1.225 \times 625 \] \[ P= 383.125 \, \text{N/m}^2 \]

3. Détermination de la force du vent sur le bâtiment

Enfin, avec la pression dynamique et la surface frontale du bâtiment, nous pouvons calculer la force totale exercée par le vent.

Formule de la force du vent :

\[ F = P \times A \]

Substitution des valeurs :

\[ F = 383.125 \, \text{N/m}^2 \times 1500 \, \text{m}^2 \] \[ F = 574687.5 \, \text{N} \]

Résumé des résultats:

  • Vitesse du vent convertie : \(25 \, \text{m/s}\)
  • Pression dynamique du vent : \(383.125 \, \text{N/m}^2\)
  • Force totale du vent sur le bâtiment :} \(574,688 \, \text{N}\) (arrondi à l’entier le plus proche)

Calcul de la Force du Vent sur un Bâtiment

D’autres exercices de physique seconde:

0 commentaires

Soumettre un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

Calcul de la Résultante des Forces

Calcul de la Résultante des Forces Comprendre le Calcul de la Résultante des Forces Sarah et Tom participent à une compétition de science où ils doivent concevoir un petit véhicule qui peut se déplacer le plus loin possible sur une piste plane. Ils utilisent un...

Analyse du mouvement d’un projectile

Analyse du mouvement d'un projectile Comprendre l'Analyse du mouvement d'un projectile Sarah, une élève en classe de seconde, participe à un concours de lancement de fusées à eau dans le cadre de son cours de physique. Elle construit une fusée qui expulse de l'eau...

Calcul de la Masse Volumique du Cuivre

Calcul de la Masse Volumique du Cuivre Comprendre le Calcul de la Masse Volumique du Cuivre Dans le cadre d'un projet de science, des élèves de seconde sont chargés d'étudier différentes substances pour déterminer leur densité et leur masse volumique. L'objectif est...

Calcul de la vitesse d’un parachutiste

Calcul de la vitesse d'un parachutiste Comprendre le Calcul de la vitesse d'un parachutiste Lors d'un saut en parachute, un parachutiste de masse constante effectue une chute libre avant d'ouvrir son parachute. Cet exercice propose de calculer la vitesse du...

Calcul de la poussée d’Archimède

Calcul de la poussée d'Archimède Comprendre le Calcul de la poussée d'Archimède Dans le cadre d'un projet de classe, les élèves de seconde ont conçu un petit sous-marin en plastique. Afin de comprendre comment ce sous-marin peut flotter ou s'enfoncer dans l'eau, il...

Lancement d’une fusée artisanale

Lancement d'une fusée artisanale Comprendre le Lancement d'une fusée artisanale Dans le cadre d'un projet de science, un groupe d'élèves a construit une fusée artisanale. Ils veulent calculer l'angle de lancement optimal pour que la fusée atteigne la plus grande...

Calcul du centre de charge d’une grue

Calcul du centre de charge d'une grue Comprendre le Calcul du centre de charge d'une grue Une grue sur un chantier de construction doit soulever une poutre métallique horizontalement. Avant de procéder, il est crucial de déterminer le centre de charge de la poutre...

Évaluation de la Vitesse en Fin de Descente

Évaluation de la Vitesse en Fin de Descente Comprendre l'Évaluation de la Vitesse en Fin de Descente Dans un parc d'attractions, une nouvelle montagne russe est en phase de test. La montagne russe comprend une section où le wagon descend une pente inclinée à un angle...

Vitesse d’un point par rapport au châssis

Vitesse d'un point par rapport au châssis Comprendre la Vitesse d'un point par rapport au châssis Dans une usine, un système de convoyeur transporte des pièces mécaniques d'un point A à un point B. Le convoyeur se déplace à une vitesse constante par rapport au sol de...

Calcul de la Position d’un Mobile

Calcul de la Position d'un Mobile Comprendre le Calcul de la Position d'un Mobile Un mobile auto-télécommandé est testé sur un terrain de course rectiligne. Le départ est donné à l'extrémité sud du terrain. Le mobile accélère à un taux constant et parcourt une...