Concurrence contre
notre Ninja Solaire !
Calcul de l'énergie physiquement convertie dans différents sports.
Ici, vous et votre classe fournissez des informations sur vos performances sportives dans divers sports et jeux. Nous calculons l'énergie physique convertie, comparons vos performances à celles d'un petit système photovoltaïque et visualisons les quantités d'énergie.
Sélectionnez les sports que vous avez pratiqués ensemble. Vous pouvez accéder aux paramètres d'un sport en cliquant sur la ligne correspondante dans le tableau. Tous les autres sports seront alors masqués. Si vous supprimez un sport de la sélection, toutes les données que vous avez saisies pour ce sport seront effacées.
Sportart | Produzierte Energie [Wh] | Energie durch PV [Wh] |
|---|
Texte d'erreur
Quelle est la durée de fonctionnement des différents appareils ?
Et d'autres comparaisons
Une lampe LED de 6 W :
0 min
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Un aspirateur de 650 W :
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Un sèche-cheveux de 2000 W :
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Un service de streaming comme Netflix :
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Prenez une douche chaude :
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Votre propre appareil à
Watt:
0 min.
0 min
Porter à ébullition ce nombre de litres d'eau :
0 l
0 l
Expérimental : Avancé
Vous pouvez ici observer comment l'énergie convertie mécaniquement varie en fonction des modifications apportées aux paramètres d'entrée (curseurs).
Voici donc une façon d'inspecter les fonctions que nous avons implémentées.
L'axe des abscisses représente toujours le paramètre qui a été « pivoté » en dernier.
La consommation d'énergie est calculée pour la sélection sportive actuellement active.
Calculé pour : {Sport}
Changement énergétique
Distance parcourue
Poids
Nombre de participants
Temps requis
Nombre de jeux
documentation
L'énergie réellement dépensée par le corps pour se déplacer (rendement du travail musculaire) est toujours négligée ici. L'énergie provient principalement de la somme de l'énergie cinétique et du travail effectué contre le champ gravitationnel terrestre. Ce dernier est calculé à partir d'hypothèses définissant le nombre de pas N sur une distance donnée. Conjuguée à la hauteur de levée du pied, h , l'énergie totale est généralement calculée selon la formule E = 1/2 mv² + Nmgh.
Sauf indication contraire, la vitesse est considérée comme la vitesse moyenne sur l'intervalle de temps. Nos hypothèses sont énumérées ci-dessous :
Télécharger xlsx
Course de courte distance :
Fréquence de pas de 4/s
Le pied est soulevé de 50 cm à chaque pas.
Course de demi-fond :
Fréquence de pas de 3/s
Le pied est soulevé de 20 cm à chaque pas.
Course de fond :
Largeur de marche fixe de 0,8 m
Le pied se soulève de 5 cm à chaque pas.
Football:
Chaque joueur parcourt 10 000 m par match.
Un joueur effectue 10 accélérations toutes les 5 minutes. Chaque sprint dure 4 secondes et couvre une distance moyenne de 10 mètres.
En course : largeur de foulée 1 m, le pied est levé de 15 cm à chaque pas.
En sprint : largeur de foulée 1,5 m, le pied est levé de 40 cm à chaque pas.
50 départs-arrêts par joueur au cours de la partie (Si un joueur parcourt deux sections de 5 m à la même vitesse, nous calculons son énergie cinétique comme deux fois 1/2mv^2 pour chaque section de 5 m, et non comme une seule fois 1/2mv^2 sur 10 m).
Basket-ball:
Chaque joueur parcourt 4 000 m par match.
Un joueur effectue 10 accélérations par minute. Chaque sprint dure 3 secondes et couvre une distance moyenne de 5 mètres.
En course : largeur de foulée 1 m, le pied est levé de 15 cm à chaque pas.
En sprint : largeur de foulée 1,5 m, le pied est levé de 40 cm à chaque pas.
80 arrêts-départs par joueur sur l'ensemble du match (voir explication du football)
Faire du vélo :
-
Nous calculons la puissance moyenne requise en fonction de la vitesse parcourue en lisant les valeurs du diagramme puissance-vitesse à l'adresse https://www.leifiphysik.de/mechanik/arbeit-energie-und-leistung/ausblick/energie-und-leistung-beim-fahrradfahren et en ajustant un modèle de puissance entre la puissance et la vitesse en km/h aux valeurs lues.
Sauter à la corde :
Fréquence de saut de 2/s
Hauteur de saut 5 cm
Pour calculer la consommation d'énergie du streaming, nous utilisons une valeur de P_stream = 6500W (source : https://energiemarie.de/energietipps/stromverbrauch/streaming, le 12.11.2023).
Pour les douches chaudes, nous supposons qu'une douche de 7 minutes avec 91 l d'eau consomme 3,5 kWh (voir source : https://www.enex.me/blog/wie-viel-energie-braucht-duschen ), ce qui correspond à une puissance de P_duschen = 30 kW.
Pour calculer l'énergie consommée lors de l'ébullition de l'eau, on sait que l'énergie requise pour une élévation de température ΔT est E = m * c<sub>m</sub> * ΔT. Ici, c<sub>m</sub> représente la capacité thermique massique de l'eau et M sa masse. On suppose une élévation de température de 80 °C, l'eau étant initialement à température ambiante (T<sub>0</sub> = 20 °C). Cette élévation de température correspond approximativement à ΔT = 350 K. On peut donc calculer l'énergie consommée par unité de masse. Sachant qu'1 kg d'eau équivaut approximativement à 1 l, on obtient une consommation d'énergie par litre d' environ 1 463 350 J/l.
Mise à jour de la documentation, 9 septembre 2024 :
En sprint et en course de demi-fond, on calcule désormais le travail effectué contre la résistance de l'air. Ce travail est calculé en multipliant la force par la distance, en utilisant l'équation de la traînée (voir https://en.wikipedia.org/wiki/Drag_equation) comme force. On utilise un coefficient de traînée de 1,3 pour le corps humain et une surface de 180 cm × 30 cm.
De plus, nous calculons maintenant la fréquence des pas en fonction de la vitesse dans tous les sports de course (ajustement exponentiel) : plus la vitesse est élevée, plus la fréquence des pas est faible, plus la largeur du pas est grande dans le même intervalle de distance.