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Niveau école ingénieur
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Diamètre d'une goutte de pluie (cycle preparatoire)

Posté par
Goratra
14-09-13 à 10:06

Bonjours a tous, voila mon problème:

"Les gouttes de pluie dont le diametre D est inferieur a 2mm sont spheriques et , en raison du frottement su l'air , elle arrivent ( verticalement ) au sol avec la vitesse limite v=racine(mg/(k pie R²))

Dans cette expression m est la masse de la goutte , g = 9.8m.s-2 est la consta,te de gravitation , K=0,25kg.m-3est un coefficient et R le rayon de la goutte.On rappelle que la masse volmique de l'eau est 1kg.l-1 et que le volume d'un sphere est 4 pie R3 /3.

Par les vitres laterales d'un vehicule roulant a V0 36km.h-1 en ligne droite sur du plat , on observe que la pluie tombe avec un angle a=30° par rapport a l'horizontale.

Quel est le diametre des gouttes d'eau ?"

Je sais qu'il est nécessaire de changer de référentiel pour obtenir la vitesse de la goutte/voiture (qui vaut Vgoutte/terre-Vvoiture/terre). La masse volumique nous permet de trouver la masse de la goutte (qui vaut le volume de la goutte). Je ne vois cependant absolument pas comment lier les 2...

Aussi, je ne veux pas de correction, mais une simple indication pour pouvoir terminer ce problème. Merci !

Posté par
Coll Moderateur
re : Diamètre d'une goutte de pluie (cycle preparatoire) 14-09-13 à 10:24

Bonjour,

L'énoncé te dit :
. que ce jour-là la pluie tombe verticalement (il n'y a donc pas du tout de vent) ;
. que vue d'un véhicule roulant à 36 km.h-1en ligne droite sur une route horizontale, cette pluie semble tomber sous un angle de 30° par rapport à l'horizontale

1) que vaut 36 km.h-1 dans les unités SI ?
2) quelle est la valeur de la vitesse de la pluie (n'oublie pas qu'une vitesse est modélisée en physique par un vecteur)

Posté par
Goratra
re : Diamètre d'une goutte de pluie (cycle preparatoire) 14-09-13 à 11:12

Je commence a comprendre! Peux-tu valider/invalider mon raisonnement:
La vitesse de la goutte par rapport a la voiture est un vecteur qui n'est pas issus du même référentiel que les 2 autres vitesses ici en jeux. Aussi, =v.ex (vecteur unitaire), on a donc Vpluie/voiture.ep = Vpluie/terre.ex - Vvoiture/terre.ex (avec ep vecteur unitaire du second referentiel tel que ep=cos30ex+sin30ey)

Si ce debut de raisonnement se révèle juste, j'imagine pouvoir isoler et trouver R (comme je connais toute les autres composantes de ce calcul). Suis-je dans le juste ?

Posté par
Goratra
re : Diamètre d'une goutte de pluie (cycle preparatoire) 14-09-13 à 11:13

Et 36km/h vaut 10m/s, ce qui facilitera dans tout les cas mon calcul

Posté par
Goratra
re : Diamètre d'une goutte de pluie (cycle preparatoire) 14-09-13 à 13:47

ça ne fonctionne pas, je bloque.

Posté par
Coll Moderateur
re : Diamètre d'une goutte de pluie (cycle preparatoire) 15-09-13 à 10:10

Je suppose que tu as commencé par faire un dessin...

Diamètre d\'une goutte de pluie (cycle preparatoire)

Trop compliqué ?

Posté par
Goratra
re : Diamètre d'une goutte de pluie (cycle preparatoire) 15-09-13 à 13:16

Oui je m'embrouille complètement... D'après les formules de changement de referentiel, l'hypothenuse de ton dessin devrait valoir Vpluie-Vvoiture. Pourtant ton dessin met en evidence chasle, et donc Vpluie+Vvoiture=Vhypothenuse... De plus tout les raisonnements que je met en oeuvre se contredisent, je ne sais plus du tout sur quelle piste partir



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