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Dm physique principe d'inertie
Bonjour tout le monde
Voilà , j'ai un DM qui me pose problème dans la mesure oû je ne suis absolument pas sûr de l'exactitude de mes réponses.
PS: les réponses sont à la fin de l'énnoncé !
Forces exercées sur la goutte :
1. pour interpréter le mouvement observé( mon dernier devoir arrivé sur la conclusion qu'une goutte d'eau dans de l'huile décrivai un mouvement rectiligne uniforme ), Marie fait l'hypotèse que l'on peut utiliser le Principe
d'inertie.
remarque : Un principe résulte de l'observation : il est admis sans démonstration.
Que peut-on en déduire concernant les forces qui agissent sur la goute ?
2.Pour jacques, 2 forces seulement s'exercent sur la goutte : le poids et la poussée d'Archimède.
Maris n'est pas d'accord et pense que la poussée d'Archimède ne peut pas compenser le poids de la goutte.
Pour argumenter sa réponse, Marie vous donne les caractéristiques du poids et de la poussée d'Archimède qui s'exerce sur la goutte d'eau colorée et immergée dans l'huile.
|- vertical
Le poids|- vers le bas
|- l'expression du poids P en focntion de la masse m (en kg) de la goutte est: P=m*g où g est un coef de proportionnalité qui vaut 9.8 N.kg-1
|- vertical
La poussée d'Archimède |- vers le haut
|- II égale au poids du volume d'huile que déplace la goutte d'eau
En vous aidant de ces informations et en sachant que pour un même volume V, une goutte d'huile à une masse plus faible qu'une goutte d'eau, rédigez le raisonnement qui permettra de convaincre Jacques qu'il ne peut pas avoir que ces 2 forces.
3.Jacques est maintenant convaincu.Il sugére alors qu'il existe une 3 éme force liée au mouvement de la goutte d'eau dans l'huile.
a.Que pouvez-vous dire de cette force ( direction, sens) ?
b.Qui,d'aprés vous, exerce cette force ?
4.Marie aimerait savoir de quels paramètre dépend cette force. Jacques suggére de remplacer l'huile par de l'au et la goutte par une bille d'acier.
En faisant l'expérience, ils constatent que la vitesse de la bille dans l'eau est plus grande que celle de la goutte.
Pour jacques, ce résultat est normal car l'eau "résiste" moins au mouvement que l'huile.
a. Marie lui dit qu'il ne peut pas le déduire de cette expérience. Montrez qu'elle a raison
b. Proposez une autre expérience qui permettrait de montrer de façon rigoureuse que cette force exercée sur la goutte dépend bien de la nature du liquide dans lequel elle tombe.
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MES REPONSES :
1. les forces de compensent
2.Il ne peut y avoir que ces 2 forces car elle "s'annulent" c'est-à-dire que le poids de la goutte la fait desendre alors que la poussée d'archimède la fait remonté
Or on obserbe que la goutte desent bien vers le fond .... Il y a donc forcement une 3 éme force qui fait bel et bien descendre cette goutte
3.
a.direction : vertical
sens ; vers le bas
b. ( Je ne suis pas sûr ... ) Je pesne que la 3 éme force est la pression qu'exerce l'huile
4.
a.Marie a raison car la mase de la goutte d'eau et d'un bille d'acier ne peut être comparable
m goutte d'eau < m bille d'acier
b. Aucune idée ...
désolé .... Question 2. rédité pour plus de clarté
Le poids:
-vertical
-vers le bas
-l'expression du poids P en focntion de la masse m (en kg) de la goutte est: P=m*g où g est un coef de proportionnalité qui vaut 9.8 N.kg-1
La poussée d'Archimède:
-vertical
-vers le haut
la valeure de la poussée d'Archimède, notée II égale au poids du volume d'huile que déplace la goutte d'eau
Merci pour vos futures réponses
boon'
Bonjour,
Première question : oui, les forces qui s'exercent sur la goutte se compensent (en physique tu diras que la somme vectorielle de toutes ces forces est nulle)
Quel principe appliques-tu pour dire cela ?
Il fait une ligne ; peux-tu le recopier, on va en avoir besoin pour la suite...
Tout corp persévère dans son état de repos ou de mouvement rectiligne uniforme si les forces qui s'exercent sur lui se compensent.
Réciproquement, on peut également dire que si un corp est au repos ou en mouvement rectiligne uniforme, il est alors soumis à un ensemble de forces qui se compensent
C'est bien ça non ??
Merci de m'aider
boon'
C'est tout à fait cela.
Donc tu utilises le principe d'inertie (ou "première loi de Newton", trouvée par Galilée...) pour répondre, correctement, à la première question.
Question 1 : les forces (on ne sait pas encore lesquelles ni combien elles sont) qui s'exercent sur la goutte se compensent puisque le mouvement de la goutte est rectiligne et uniforme
Question 2 : ta réponse n'est pas bonne. Tu as recopié le principe d'inertie et tu lis que le mouvement rectiligne uniforme est possible si les forces se compensent.
1) il n'y a donc pas besoin d'une force pour que la goutte descende
2) et tu vas, en plus, montrer que les deux forces : poids de la goutte et poussée d'Archimède qui s'exerce sur la goutte, justement ne se compensent pas !
Euh tout d'abord merci pour tes réponses précedentes ...
j'ai beau chercher et relire tes 1) et 2) je ne comprend pas ce qu'il faut que je réponde à la 2éme question ... peut tu me donner plus d'indices ou m'éclairer d'avantage ??
Merci encore
boon'
en sachant que pour un même volume V, une goutte d'huile à une masse plus faible qu'une goutte d'eau
Comment écris-tu (littéralement) le poids de la goutte d'eau ?
Comment écris-tu (littéralement) la poussée d'Archimède sur la goutte d'eau ?
Donc...
Comment écris-tu (littéralement) le poids de la goutte d'eau ?
P goutte d'eau ou m goutte d'eau non ?
Comment écris-tu (littéralement) la poussée d'Archimède sur la goutte d'eau ?
II il me semble car
la valeure de la poussée d'archiméde, notéee II est égale ...
Amicalement
boon'
Je n'ai pas demandé l'expression de la masse de la goutte d'eau, j'ai demandé l'expression du poids de la goutte d'eau.
L'exercice porte sur des forces. La masse n'est pas une force. Le poids est une force.
Ah .... désolé mais je navais pas bien compris 
donc : le Poids de la goutte et égal à
m est inconu
P= m*g où g = 9.8N.kg-1
P=m*9.8
p= X N.kg-1
Pour la poussée d'archimède :
= au poids de volume d'huile que déplace la goutte d'eau
Je ne sais si c'est ce que tu attend de moi ....
je te remerci de ta rapidité
boon'
Oui, c'est cela : si m est la masse de la goutte d'eau, le poids de la goutte d'eau est P = m.g
La poussée d'Archimède a pour valeur le poids de l'huile déplacée. L'huile déplacée a le même volume que la goutte d'eau et l'énoncé dit que "pour un même volume V, une goutte d'huile à une masse plus faible qu'une goutte d'eau"
On peut appeler m' la masse de la goutte d'huile de même volume que la goutte d'eau. L'énoncé dit donc que m' < m
Quel est le poids de la goutte d'huile déplacée et donc quel est l'intensité de la poussée d'Archimède ?
Comment se compare la poussée d'Archimède sur la goutte d'eau par rapport au poids de la goutte d'eau ?
Quelle est l'intensité de cette force ?
Il est important de comprendre si cette force est grande ou non. Si cette force est plus grande que le poids d'un objet, l'objet est poussé vers le haut, et reste à la surface : il flotte. C'est le cas des morceaux de bois, en général. Si cette force est plus petite que le poids d'un objet, c'est le poids qui gagne, et l'objet coule. C'est le cas des cailloux. C'est donc cette force qui détermine si un objet coule ou flotte.
Et alors ???
je ne comprend pas où veut tu m'amener
Merci encore
boon'
Ce que je cherche...
. à ce que tu comprennes les phénomènes physiques en jeu (ce qui n'apparaît pas encore)
. à ce que tu fasses cet exercice
Pour cela :
. il faut me faire un peu confiance
. et donc répondre à mes questions
Je t'ai posé des questions dans mon message de 14 h 28
Sache que je fait confiance a 190 % 
Je vien d'étudier un peu mon cours et j'ai eu une révélation il me semble que la 3éme force est le frottement visqueux.
Merci encore
boon'
Comme quoi l'étude du cours peut être bénéfique
Mais j'aimerais quand même que tu rétablisses le raisonnement de Marie et que tu prouves la nécessité de cette troisième force.
alors d'aprés ce que j'ai compris j'ai marqué ceçi sur ma feuille :
La goutte d'eau dans l'huile est soumise à 3 forces et non 2.Sachant que pour un même volume V, une goutte d'huile a une masse plus faible qu'une goutte d'eau, la pousée d'archimède(vers le haut) est plus inférieur au poids de la goutte(vers le bas)
Est-ce bien ???
Voilà, nous y sommes presque...
Le poids de la goutte d'eau est P = m.g
Le poids de la goutte d'huile de même volume est P' = m'.g
Comme m' < m alors P' < P
Or la poussée d'Archimède (vers le haut) a la même intensité que P' le poids (vers le bas) de la goutte d'huile déplacée
Donc P > Poussée d'Archimède
Or on a vu à la question précédente que la somme des forces exercées sur la goutte d'eau est nulle... donc il est nécessaire qu'existe une troisième force :
(vectoriellement) : poids de la goutte d'eau + poussée d'Archimède + troisième force = 0
CQFD
Et cette troisième force, comme tu l'as écrit est bien une force de frottement visqueux !
suite de mon dévelopement :
Dans notre expériences le mouvement de la goutte d'eau est uniforme, or si cette goutte est soumise aux forces énnoncé par Jacques, le mouvement de la goutte serait accéléré.Cela montre l'existence d'un 3éme force opposée(on arrivera donc à un nouvel équilibre des forces)
Merci de ta présieuse aide
Amicalement
boon'
Très bien, c'est l'autre manière de dire (qui s'appuie sur la deuxième loi de Newton, alors que je n'ai utilisé, volontairement, que la première) ; garde ce raisonnement puisque tu connais la deuxième loi de Newton. Là tu comprends bien !
Merci Merci
j'ai une derniére question est je ne t'embêterai plus
Question :
Lorsque la goutte reste acrochée sous la surface de contact huil/air, que peut-on affirmer à propos des forces qui s'exerce sur la goutte
Explication :
Lorsque l'on a fait l'expérience en classe avec une pipette on dépose une goutte sur la surface de l'huile pour pouvoir la chronométrer pour ensuite calculer sa vitesse ... Il arrive que la goutte reste accroché sous la surface
pourquoi ??
Réponse : ( je pense )
lorsque la goutte reste accroché sous la surface huile/air une 4éme force rentre en jeu : la pression atmosphérique ( 
) Ces 4 forces se compensent donc jusqu'à s'annuler ce qui immobilise la goutte ...
Est-ce juste ???
Non, la pression atmosphérique n'est pas une force, c'est une pression...
Dans ce cas, la troisième force qui intervient (il n'y a pas de force de frottement visqueux car cette force n'existe que s'il y a mouvement, si la goutte descend, or là elle est immobile) est la résultante des forces de capillarité aux interfaces huile/eau/air.
Peut tu me réexpliquer çela avec des mots plus simple si je veux faire une synthése de ce que tu vien de me dire, mon professeur ne vas pas aimer que j'utilise des termes que l'on a pas appris
Merci d'avance
Un synonyme possible est "force de tension superficielle" ; mais le mot "capillarité" est le mot juste. Je ne suis pas étonné que tu n'aies pas appris cela.
Retiens que la surface de l'huile (donc l'interface huile - air) se comporte comme une membrane élastique ; il n'est pas si facile de la traverser ou de s'en détacher.
Merci beaucoup Coll tu es vraiment 
( le jeu de mot pourri)
Je te souhaite une bonne journée et encore merci à toi
Amicalement
boon'
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