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DM de physique

Posté par
delphinou31
15-12-17 à 15:52

Bonjour,

Je bloque sur une question de mon dm de physique:

Une enceinte contient N particules se déplaçant à la vitesse moyenne v_m dans un volume V. À l'instant t=0, on fait un trou de section s dans une paroi de l'enceinte, entrainant la fuite irréversible des particules vers le milieu extérieur. La variation temporelle du nombre de particules sortant de l'enceinte par la section s est proportionnelle au nombre de particules présentes dans l'enceinte, si bien que l'on a :

dN(t)/dt=-N(t)/tau                    où tau est un temps caractéristique.

Le temps caractéristique tau dépend de la vitesse moyenne v_m, du volume V et de l'aire de la section s. Par analyse dimensionnelle, tau a pour expression (k est une constante sans dimension) :

1)tau=k*(s*v_m)/V^2
2)tau=k*V/(s*v_m)
3)tau=k*(s*v_m)/V
4)tau=k*(s*V)/v_m^2

Par analyse dimensionnelle, j'ai trouvé que la bonne expression de tau est la 2ème.

Ensuite :
Quel est le temps nécessaire t_n pour que le nombre de particules atteignent 1% du nombre de particules initialement présentes dans l'enceinte?

On donne s=1mm^2, V=1L, v_m=500m.s-1 et k=4.

(Entrer un chiffre en seconde arrondi à l'entier le plus proche.)

Je trouve que tau = 8s grâce à la formule d'au-dessus.
Cependant, je ne comprend pas comment trouver t_n avec le 1% (je comprend pas à quoi il sert)

Posté par
vanoise
re : DM de physique 15-12-17 à 18:05

Bonsoir
N(t) vérifie l'équation différentielle du premier ordre que tu as déjà écrite :

\frac{dN}{dt}+\frac{1}{\tau}\cdot N=0
Tu connais certainement la solution de cette équation différentielle ; tu obtient ainsi N(t) en fonction de la valeur initiale de N : No, de t et de .
Tu devras ensuite trouver la valeur de t telle que :

\frac{N}{N_{0}}=\frac{1}{100}=10^{-2}
 \\

Posté par
kreekss
re : DM de physique 17-12-17 à 15:22

Delphinou, est-ce que tu as converti tes mm^2 en m^2 ? (.10^-6) car je trouve 8 000 personnellement.
Ensuite pour la deuxième question je trouve 5,75.10-4, mais arrondir en seconde à l'entier le plus proche signifie t-il d'arrondir à 0 s ou 6.10^-4 s ?

Posté par
DrBlitz
re : DM de physique 21-12-17 à 21:39

et si tu utilisais un Ln pour calculer ton T(1%)?

Posté par
J-P
re : DM de physique 22-12-17 à 11:15

tau = 8 s est correct.

tau est en s ; V = 10^-3 m³ ; v_m = 500 m/s ; s = 10^-6 m²

tau=k*V/(s*v_m) = 4 * 10^-3/(10^-6 * 500) = 8 s



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