Partie A - Questions A.3 et A.4 · Bac STI2D Ingénierie, Innovation et Développement Durable Métropole - ITEC 2023

Partie A: pourquoi relever les virages ?

À la différence d'un vélo conventionnel, un vélo de piste dispose d'une transmission composée d'un pignon fixe (pas de roue libre). Cela lui confère un meilleur rendement, permet de se passer de dispositif de frein, facilite la pratique du « sur-place » (maintien du vélo à l'équilibre à l'arrêt) et au bilan permet un gain de masse significatif.

En situation de course, le cycliste peut décider de faire du « sur-place » dans un virage au point le plus prononcé de la pente. Pour cela deux conditions sont à vérifier:

que la pédale en position basse ne touche pas la piste;

que l'adhérence des pneus sur la piste est suffisante.

Les dimensions du vélo sont définies sur DTS1.

Document technique DTS2: tableau de coefficients de frottement

Substance en contact

Coefficient de frottement: $f$

Élastomère sur asphalte sec

1,2

Élastomère sur asphalte mouillé

0,6

Élastomère sur béton sec

1

Élastomère sur béton mouillé

0,65

Élastomère sur glace

0,006

Le coefficient de frottement est défini par $f = \operatorname{tg}(\varphi)$ où $\varphi$ est l'angle de frottement.

La piste du vélodrome est en béton, les pneumatiques sont en élastomère (caoutchouc synthétique).

Question A.3

Relever la valeur du coefficient de frottement correspondant à ce couple de matériaux.

Calculer l'angle de frottement correspondant.

Question A.4

Tracer le cône de frottement sur le document DRS2.

Conclure sur la possibilité du cycliste à rester en équilibre dans cette situation.