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Posté par pianiste17 (invité)re : Chute verticale libre 24-01-07 à 15:19

d'accord merci j'ai compris pas mal de chose.

Pourriez vous m'aider pour le second exercice, s'il vous plait?

Une goutte d'eau, de rayon r=0.25mm, tombe verticalement dans l'atmosphère. Sa vitesse initiale est nulle.
Elle est soumise à son poids et à une force de frottement proportionnelle à la vitesse: f=-6r
La poussée d'archimède est négligeable.

Données: = 18.10^-6 N.s.m^-2
          eau=1 000kg.m^-3 et air= 1,3 kg.m^-3

Montrer que la vitesse ne peut augmenter indéfiniment

Donner l'expression littérale de la vitesse limite Vl et vérifier l'homogénéité de la formule.

*** message déplacé ***

Posté par
Coll Moderateur
re : Chute verticale libre 24-01-07 à 15:24

Pour être sûr j'attends les réponses (sans les démonstrations, si tu veux) aux questions 3, 4 et 5 du premier. Après on verra. A noter que le principe du forum c'est un problème = un topic


*** message déplacé ***

Niveau terminale
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chute verticale

Posté par pianiste17 (invité) 24-01-07 à 15:46

Une goutte d'eau, de rayon r=0.25mm, tombe verticalement dans l'atmosphère. Sa vitesse initiale est nulle.
Elle est soumise à son poids et à une force de frottement proportionnelle à la vitesse: f=-6r
La poussée d'archimède est négligeable.

Données: = 18.10^-6 N.s.m^-2
          eau=1 000kg.m^-3 et air= 1,3 kg.m^-3

Montrer que la vitesse ne peut augmenter indéfiniment

Donner l'expression littérale de la vitesse limite Vl et vérifier l'homogénéité de la formule.

Posté par
Coll Moderateur
re : chute verticale 24-01-07 à 15:56

Voilà qui respecte les règles du forum. Mais tu as donné du travail à un webmaster.

Pourquoi la vitesse ne peut-elle augmenter indéfiniment ? (indice : la variation de vitesse se nomme "accélération")
Quelle est l'expression de la vitesse limite ?

Posté par pianiste17 (invité)re : chute verticale 24-01-07 à 16:00

parce que l'accélération atteint une vitesse limite et
Vl= dv/dt=0

Posté par
Coll Moderateur
re : chute verticale 24-01-07 à 16:04



A quoi est égale l'accélération ? (deuxième loi de Newton)
Pourquoi l'accélération s'annule-t-elle ?

Posté par pianiste17 (invité)re : chute verticale 24-01-07 à 16:05

c'est ça?

Posté par
Coll Moderateur
re : chute verticale 24-01-07 à 16:08

Tu n'as pas répondu aux questions 3, 4 et 5 pour l'autre exercice. Ce serait bien, si tu veux vraiment de l'aide, que tu répondes aux questions que l'on te pose.

A quelles forces la goutte d'eau est-elle soumise ?
Quelle est en conséquence son accélération ?
Pourquoi cette accélération s'annule-t-elle ?
Quelle est la vitesse limite ?

Posté par pianiste17 (invité)re : chute verticale 24-01-07 à 16:09

a=g car somme des forces extérieures=mg
P+f=mg

en fait ça fait deux heures que je suis sur mon devoir et je m'en sors vraiment pas donc à force j'en ai marre et c'est aussi pour ça que je sature sérieusement parce que j'avance pas. désolée

Posté par
Coll Moderateur
re : chute verticale 24-01-07 à 16:16

Citation :
a=g car somme des forces extérieures=mg
P+f=mg

Désolé, moi aussi, mais tout est faux.
Je répète :
Citation :
A quelles forces la goutte d'eau est-elle soumise ?

Posté par pianiste17 (invité)re : chute verticale 24-01-07 à 16:18

la goutte d'eau est soumise à son poids P et à la force de frottement f.

Posté par
Coll Moderateur
re : chute verticale 24-01-07 à 16:23

Très bien
Le poids est une force verticale orientée vers le bas et de module mg, m étant la masse de la goutte et g la valeur de l'accélération due à la pesanteur
La force de frottement est verticale mais orientée vers le haut car opposée à la vitesse et de module -6rv
La somme (vectorielle) de ces deux forces peut être projetée sur un axe vertical (orienté vers le bas par exemple) et le module de cette somme est donc
mg-6rv

Tu connais maintenant la somme des forces appliquées à la goutte. Sa masse est m. Quelle est en conséquence l'accélération de la goutte ? (applique la deuxième loi de Newton)

Posté par pianiste17 (invité)re : chute verticale 24-01-07 à 16:33

je ne sais pas et c'est bien ça le problème parce que je n'avance pas dans mes recherches et même avec l'aide de mon cours je ne m'en sors pas

je peux seulement dire que:

somme des forces ext.= P+f
                     = mg+f

Posté par
Coll Moderateur
re : chute verticale 24-01-07 à 16:36

Oui, mg + f à condition de bien compter en valeurs algébriques puisque ces deux forces ont même direction (la verticale) mais ont des sens opposés.
Peux-tu recopier le texte que tu possèdes de la deuxième loi de Newton ?

Posté par pianiste17 (invité)re : chute verticale 24-01-07 à 16:41

dans un référentiel galiléen, la résultante des forces extérieures appliquées au mobile est égale à chaque instant au produit de sa masse par l'accélération de son centre d'inertie: somme des forces ext.=ma

Posté par
Coll Moderateur
re : chute verticale 24-01-07 à 16:44

C'est cela.
Quelle est donc l'accélération de la goutte ?
Elle est soumise à deux forces dont la résultante vaut mg-6rv
et sa masse vaut m
donc, son accélération vaut...

Posté par pianiste17 (invité)re : chute verticale 24-01-07 à 16:53

donc accélération de la goutte = mg-6rv+m?

Posté par
Coll Moderateur
re : chute verticale 24-01-07 à 16:56

La résultante des forces extérieures... est égale... au produit de sa masse par l'accélération...

3$ \vec{F} = m.\vec{a}
tu connais F
tu connais m
que vaut a ?

Posté par pianiste17 (invité)re : chute verticale 24-01-07 à 16:58

donc a= F/m

merci beaucoup de m'aider...et d'avoir BEAUCOUP de patience

Posté par
Coll Moderateur
re : chute verticale 24-01-07 à 17:09

Oui, a = F / m

Donc ici

5$ a\,=\,\frac{mg-6\pi r \eta v}{m}

Au début la goutte a une vitesse nulle (v = 0) et donc son accélération a vaut mg/m = g, environ 10 mètres par seconde par seconde.
Cela veut dire qu'après une seconde sa vitesse serait de 10 mètres par seconde ou 36 km/h, après 2 secondes de 20 m/s ou 72 km/h etc.
"serait" : parce qu'il y a la force de frottement dans l'air qui augmente avec la vitesse. Plus la goutte va vite et plus la force de frottement est grande. Quand la force de frottement est égale et opposée au poids la résultante des forces devient nulle et donc (première ou deuxième loi de Newton, comme tu veux) l'accélération devient nulle elle aussi, ce qui signifie que la vitesse ne varie plus. La vitesse a atteint une vitesse limite.

En reprenant l'expression de l'accélération a écrite dans ce post à la troisième ligne, quand a est nulle, quelle est la valeur littérale de la vitesse v ?



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