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Chute dans un fluide

Posté par
c3cile
29-02-12 à 19:00

Bonjour, j'ai un soucis sur une question d'annale de concours sur laquelle je me réfléchis depuis quelques temps... en vain.

L'énoncé est le suivant: Un objet de masse m=100g est lâché sans vitesse initiale à une hauteur h = 1,00m de la surface d'un plan d'eau. En négligeant tous les frottements, le module de sa vitesse quand il atteint cette surface est: 4,42 m/s (je suis presque sure de ma réponse à 100%) le problème est dans la question d'après:

Une fois dans l'eau, en négligeant toujours les frottements, on considère que l'objet est soumis à une force totale F \vec{F} constante, verticale, vers le haut, qui lui permet de remonter à la surface en un temps t = 1,81s. Quel est le module de cette force?

Donc pour moi F = P + Poussée d'Archimède et de plus la poussée d'Archimède est supérieure au poids puisque le solide remonte mais impossible d'aller plus loin...

Merci d'avance pour votre aide!

Edit Coll : \LaTeX

Posté par
Moon
re : Chute dans un fluide 29-02-12 à 19:11

Bonjour,

Ton raisonnement est tout a fait exact, il te reste seulement à déterminer le module de la poussée d'Archimède et du poids  :

F = | mg - Vg | = ( (g*(m-V)) )² ( valeur absolue pour avoir le module )

(J'ai mis l'axe vers le bas d'où le moins devant l'expression de la poussée)

Avec   : masse volumique du fluide , V : volume de l'objet immergé .


Tchuss

Posté par
c3cile
re : Chute dans un fluide 29-02-12 à 19:45

Merci pour cette réponse rapide mais... c'est la qu'est tout le problème, je suis sensée trouver une réponse à cette question sans connaître ni ni V mais seulement avec les données de l'énoncé citées dans mon premier message!

Posté par
Moon
re : Chute dans un fluide 29-02-12 à 20:17

Ah oui, excuse moi.

Maintenant il faut faire un coup de PFD (F=ma), remonter aux équations horaires, et sachant la vitesse initiale dans le fluide que tu as calculée précédemment tu peux remonter au Volume ( la masse volumique de l'eau et g sont connues ). Une fois le volume connu, tu as le module de ta force, plus rien n'est inconnu.


ma = mg - rho*V*g
Tu intègres, tu obtien vx(t) = ... + cst(=vo)

Tu sais que vx(t=1.81) = 0 (une fois l'objet remonte a la surface il a une vitesse nulle )

Tu as une équation qui te permet de déterminer V .

Désolé, j'ai un peu la flemme d'écrire toutes les équations mais j'espère que tu as saisis la démarche. Hésite pas a redemander quelquechose si je suis pas clair ou si tu trouves une quelconque erreur )

Salut

Posté par
c3cile
re : Chute dans un fluide 29-02-12 à 21:49

Super merci!!!
La où j'ai un doute de devoir utiliser la formule de la poussée d'Archimède c'est que dans le sujet rho n'est pas précisé (alors que g oui...) donc du coup tu m'as fait pensé à quelque chose, peux-tu me dire si mon raisonnement est correct?

donc on a F = ma en intégrant je trouve v(t) = -Ft/m + v0 et x(t) = (-Ft²)/(2m) + v0t (je considère que x0 = 0)
Du coup comme F est constante je peux la trouver à partir de x(t) car x (1,81) = 0 donc

F = (2mv0) / t = 0,49 N

Posté par
c3cile
re : Chute dans un fluide 29-02-12 à 22:16

Ou alors, lorsque la bille est remontée v(t) = 0 donc

F = v0m/t = 0,244 N ... Je ne sais pas ce qui est juste et pour quelle raison une des deux est fausse :/



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