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densimetre a ressort

Posté par
neo62950
11-12-19 à 13:19

bonjour à tous,

je reviens avec un exercice sur un densimetre a ressort:

On imagine le système suivant pour mesurer la densité d'un fluide : un tube en U de section S est bouché d'un côté par un bouchon étanche de masse M , relié à un ressort, de raideur k et de longueur L au repos, dont l'autre extrémité est fixe. La branche  de  droite  du  tube  est  graduée  à  une  hauteur h au-dessus  de  la  position d'équilibre du bouchon en l'absence de fluide. On note l0 l'allongement initial du ressort en l'absence de fluide, sous l'influence du poids du bouchon.

1) En écrivant le bilan des forces sur la masse M lorsque le tube est vide, calculer l0 en fonction de M et k.

On remplit ensuite le tube en U avec le fluide à caractériser jusqu'au trait de graduation, et on note l0 la hauteur dont remonte la masse M.

2) Écrire le bilan des forces sur la masse M (il y en a 4). On notera pM la pression dans le fluide au point M, et patm le pression atmosphérique.
3) Écrire l'expression de pM à partir de la loi de l'hydrostatique et, en utilisant la question 1, en déduire en fonction de k, S, l et h.
4) On donne h=1m, D=3cm (diamètre du tube), k=0,1N/mm, l =5cm. Calculer


Pour la premiere question pas de soucis, je trouve l0 =mg/k

Pour la question 2 , il demande 4 force, on a toujours le poid et la tension du fil, la force qui fait remonter la masse
donc:
vec P , et vec T
ensuite on a vect Patm au point M Par contre la pression atmospherique s'exerce de l'autre cote du tube, du coté ouvert et non sur la masse, du coup je ne trouve pas la 4eme force
Merci pour votre aide

densimetre a ressort

Posté par
neo62950
re : densimetre a ressort 11-12-19 à 13:37

a moins qu'il faille prendre aussi la pression atmospherique exercé sur le bouchon,ce qui me donnerais pour la question 3

PM= Patm+ gh

et pour :

=(mg - kl )/ gh  

Est ce correct ou je suis dans les choux complet?

Posté par
neo62950
re : densimetre a ressort 11-12-19 à 13:49

non en fait, il faut en fonction de k, S l et h
la je seche

Posté par
gts2
re : densimetre a ressort 11-12-19 à 13:55

Dans la relation P(M)=P(atm)+\rho g h, quelle est la signification de h ?
Est-ce que ce h est bien le même que le h du dessin ?

Posté par
vanoise
re : densimetre a ressort 11-12-19 à 13:56

Bonjour

Citation :
a moins qu'il faille prendre aussi la pression atmospherique exercé sur le bouchon

Il s'agit bien de la quatrième force dont parle ton énoncé.

Posté par
vanoise
re : densimetre a ressort 11-12-19 à 14:03

Bonjour gts2 (un peu de politesse ne fait jamais de mal...)
Comme tu l'as compris, il s'agit d'un post croisé à moins d'une minute près...
Je te laisse bien volontiers gérer la suite.

Posté par
neo62950
re : densimetre a ressort 11-12-19 à 14:09

vanoise @ 11-12-2019 à 13:56

Bonjour
Citation :
a moins qu'il faille prendre aussi la pression atmospherique exercé sur le bouchon

Il s'agit bien de la quatrième force dont parle ton énoncé.


Merci, de toute facon je n'en voyais vraiment pas d'autre. je cherche toujours trop compliqué

gts2 @ 11-12-2019 à 13:55

Dans la relation P(M)=P(atm)+\rho g h, quelle est la signification de h ?
Est-ce que ce h est bien le même que le h du dessin ?

non effectivement je n'ai pas fait attention,
donc Pm= Patm+ g (h-l) cette fois le h est celui du schema.

Cependant je ne trouve toujours pas, quoi qu'il arrive j'ai bien k, l, et h dans mon equation, mais je n'ai pas S et surtout j'ai la masse du bouchon qui intervient

Posté par
gts2
re : densimetre a ressort 11-12-19 à 14:23

Bonjour,

"ensuite on a vect Patm", cela ne peut convenir, la pression est une grandeur scalaire. Quelle est l'expression de la force (vectorielle elle) correspondante ?

"surtout j'ai la masse du bouchon qui intervient."
Je ne comprends pas trop comment elle peut intervenir : écrivez votre équation et non le résultat de votre calcul.

Posté par
neo62950
re : densimetre a ressort 11-12-19 à 14:39

merci pour votre aide

J'ai fait une faute de frappe, il ne fallait pas lire "ensuite on a vec Patm" mais vec PM qui correspond a la force de pression exercé par le liquide sur le bouchon au point M

effectivement j'ai etais beta sur ce coup la, une pression c'est une force sur une surface . Donc les deux force lié aux deux pression sont :
F1= PM/S  soit la force exerce par le liquide au point M
F2= Patm/S

Donc pour la question 3 j'ai toujours
Pm= Patm+ g (h-l)
et en faisant comme la question 1
P+T+F1+F2=0   (le tout en vecteur mais je n'ai pas trouver les fleche)

soit :
mg - kl - (PM/S) + (Patm/s)=0

j'ai quand meme besoin de la masse m du bouchon

Posté par
gts2
re : densimetre a ressort 11-12-19 à 14:45

"une pression c'est une force sur une surface : F1= PM/S" : vous êtes sûr ?

"mg - kl - (PM/S) + (Patm/s)=0"

Quand on écrit F=-kx, que signifie x ? est-ce que ce x correspond au \Delta \ell du dessin ?

Posté par
neo62950
re : densimetre a ressort 11-12-19 à 15:06

pardon dsl faute d'inattention encore, je fait plusieurs exercice en meme temps.  mais je l'ai bien ecrit en toute lettre "pression c'est une force sur une surface " du coup P=F/s soit F=Ps

Non effectivement x ne correspond pas a l mais a l0 - l

du coup si je remplace ca dans mon equation, ca supprime mg

je me retrouve comme equation finale avec:
= kl / Sg(l-h)

plus qu'a faire l'application numerique. Merci beaucoup pour votre aide

Posté par
neo62950
re : densimetre a ressort 11-12-19 à 15:31

bon j'ai due encore faire une erreur quelque part je trouve une valeur negative

mg - k(l0-l) - Pm.S + Patm.S = 0

mg - k((mg/K) - l) + S(Patm- Patm + g(h-l)=0

kl + Sg (h -l)=0
kl = - Sg (h -l)

kl / Sg(l - h) =

j'obtient une valeur pour negative

Posté par
neo62950
re : densimetre a ressort 11-12-19 à 15:33

c'est bon j'ai trouvé merci



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