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DM de Physique : Etudier un mouvement dans un fluide
Bonsoir, j'ai un devoir maison de physique pour demain et je bloque sur deux questions de ce DM ce qui est assez embêtant (car c'est les plus importantes) ^^
L'énoncé est :
Des élèves proposent de comparer les chutes verticales dans l'huile de deux billes de même diamètre, mais de matériaux différents. Les billes sont lâchées au même instant à la surface des liquides. Les chutes des billes sont chronophotographiées (dans le cas (a) le mouvement est accéléré curviligne et dans le cas (b) il est rectiligne uniforme). La durée entre 2 clichés est de 140ms.
1°) Sachant que la hauteur de l'éprouvette est de 50 cm, calculer les valeurs des vitesses limites.
Je ne vois pas quelle formule il faut utiliser pour pouvoir effectuer ce calcul.
2°) La force de frottement visqueux a une valeur f proportionnelle à la vitesse v : f = a.v
a) En appliquant le principe de l'inertie à la bille lorsqu'elle a atteint une vitesse constante, établir une relation permettent de calculer la vitesse v en fonction de la masse m de la bille, de son volume V, de la masse volumique ρ du liquide et de la masse volumique ρbille de la bille.
Je ne vois pas du tout comment faire ici j'ai vraiment besoin d'aide sur celle là
En vous remerciant pour votre aide
Bonjour,
Les vitesses limites sont les vitesses atteintes quand la phase de mouvement accéléré est terminée, donc quand le mouvement uniforme est établi.
Vitesse = (distance entre des positions bien choisies) / (durée entre ces positions)
Deuxième question : relis la première loi de Newton (ou principe d'inertie)
Quelles sont les forces qui s'appliquent à une bille en chute à vitesse constante ?
Quelles sont les caractéristiques que tu connais (et celles que tu ne connais pas) pour chacune de ces forces ?
En donnant pour une bille :
. sa masse
. son volume
. sa masse volumique
il y a redondance puisqu'avec deux de ces valeurs tu aurais pu en déduire la troisième.
Merci beaucoup pour la première question je vois comment je vais faire. 
Par contre la deuxième me pose un peu de difficultés.
Au niveau des forces qui s'exercent sur la bille en chute à vitesse constante j'ai mis qu'il s'agit
- de son poids P (avec vecteur)
- de la poussée d'Archimède (vecteur) F(A)
- du frottement visqueux de l'huile (vecteur) f
est ce bon ?
mais pour la loi de Newton s'agit-il de
F = G(mamb) / d²
je trouve ça bizarre de l'utiliser dans ce contexte
D'accord pour les trois forces.
La première loi de Newton ou principe d'inertie te dit que dans un référentiel galiléen si un corps est soumis à des forces dont la résultante est nulle alors le vecteur vitesse de ce corps ne varie pas et réciproquement. Donc si le corps est au repos il reste au repos, si le corps est en mouvement (par rapport à ce référentiel) alors ce mouvement est rectiligne à vitesse uniforme.
Tu peux en première approximation considérer que le référentiel du laboratoire est galiléen.
Les billes se déplacent de manière rectiligne et uniforme, donc... la somme vectorielle des forces qui s'exercent sur une bille est nulle !
Ah ! d'accord ! donc en gros :
(vecteur) P + (vecteur) FA + (vecteur) f = vecteur nul
Mais dans ce cas pourquoi est ce qu'on me demande une relation à partir de
f = a.v (désolée mais j'avoue avoir du mal à comprendre pourquoi l'on me demande ceci ^^)
J'ai commencé quelque chose pour la question 2 en mettant que
v = mg.Fa
est ce que quand je développerais en remplaçant la poussée d'Archimère par sa formule je trouverais ainsi la réponse à ma question ?
liquide + a.v = 0
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