Le Vélo Générateur d’Électricité
Comprendre Le Vélo Générateur d’Électricité
Lors d’un projet de science, Emma décide de construire un vélo générateur d’électricité pour comprendre la conversion de l’énergie mécanique en énergie électrique.
En pédalant, elle peut activer un petit générateur attaché à son vélo, qui convertit l’énergie mécanique en énergie électrique. Cette énergie est ensuite utilisée pour alimenter une ampoule LED.
Voici les données pour l’exercice :
- Emma pédale à une vitesse constante et produit une puissance de 100 watts.
- Elle pédale pendant 30 minutes.
- L’ampoule LED consomme 5 watts.
Questions :
- Quelle quantité d’énergie, en joules, Emma a-t-elle produite en pédalant pendant 30 minutes ?
- Combien de temps, en heures, peut-elle alimenter l’ampoule LED avec l’énergie qu’elle a produite ?
Données Utiles
- 1 watt équivaut à 1 joule par seconde.
- 1 heure = 3600 secondes.
Correction : Le Vélo Générateur d’Électricité
1. Quantité d’énergie produite par Emma
La première partie de l’exercice demande de calculer l’énergie produite par Emma en pédalant pendant 30 minutes. Nous avons utilisé la formule suivante pour calculer l’énergie :
- Énergie (en joules):
\[ = \text{Puissance (en watts)} \times \text{Temps (en secondes)} \]
Emma pédale avec une puissance de 100 watts pendant 30 minutes. Comme 1 minute équivaut à 60 secondes, 30 minutes correspondent à \(30 \times 60 = 1800\) secondes.
\[ \text{Énergie} = 100 \times 1800 \] \[ = 180\,000 \text{ joules} \]
Emma a donc produit 180,000 joules d’énergie en pédalant pendant 30 minutes.
2. Temps d’alimentation de l’ampoule LED
La deuxième partie demande de déterminer combien de temps Emma peut alimenter une ampoule LED de 5 watts avec l’énergie qu’elle a produite. Nous avons utilisé la formule suivante pour trouver le temps pendant lequel l’ampoule peut être alimentée :
- Temps d’alimentation (en secondes):
\[ = \frac{\text{Énergie produite (en joules)}}{\text{Puissance de l’ampoule (en watts)}} \]
Nous savons que l’ampoule consomme 5 watts et que Emma a produit 180,000 joules d’énergie. En substituant ces valeurs dans la formule, nous obtenons :
\[ = \frac{180\,000}{5} = 36\,000 \text{ secondes} \]
Pour convertir les secondes en heures, nous divisons par 3600 (le nombre de secondes dans une heure) :
\[ = \frac{36\,000}{3600} = 10 \text{ heures} \]
Avec l’énergie qu’elle a produite en pédalant, Emma peut alimenter l’ampoule LED pendant 10 heures.
Le Vélo Générateur d’Électricité
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