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Forces et mouvements - Principe d'inertie
Bonjour à tous. je suis en 2nde et j'aimerai de l'aide concernant un TP sur le principe de l'inertie, avec la goutte d'eau qui tombe dans l'huile. Je sais que ce topic a deja été posté sous différentes formes, ainsi je vous réécrit l'énoncé avec les infications en plus que nous a donné notre prof :
Forces exercées sur la goutte :
1. pour interpréter le mouvement observé, Marie fait l'hypotèse que l'on peut utiliser le Principe d'inertie. 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 Eric, 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.
Le poids:
- direction ? sens ?
- 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. Calculer P. [P en N ; m en kg ; g en N/kg]
La poussée d'Archimède :
- direction ? sens ?
- La valeur de la poussée d'Archimède (notée [smb]pi[/smb)]est égale au poids du volume d'huile déplacé par la goutte d'eau.
- Pour un même volume V, une goutte d'huile a une masse plus faible qu'une goutte d'eau.
Rédigez, en vous aidant de ces informations, le raisonnement qui permettra de convaincre Eric qu'il ne peut pas y avoir que ces 2 forces.
3.Eric est 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. Quelle est sa valeur ? (Comment la calculer)
c. Qui,d'aprés vous, exerce cette force ?
4.Marie aimerait savoir de quels paramètre dépend cette force. Eric suggère 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 Eric, ce résultat est normal car l'eau "résiste" moins au mouvement que l'huile. Marie lui dit qu'il ne peut pas le déduire de cette expérience.
a. 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.
Merci d'avance à ceux qui voudront bien m'aider 
.
Voici quelques infos supplémentaires que notre prof nous a donné :
volume (V) goutte : 0.1mL
masse (m) goutte : 0.1g
densité eau < densité huile
La poussée d'Archimède est dirigée dans le sens inverse du poids, donc "vers le haut" si jamais on admet qu'il existe un "bas"....
voici ce que j'ai déjà répondu :
1. Les forces qui agissent sur la goutte se compensent.
2. Le poids :
- direction : verticale / sens : vers le bas
- P = m*g
= (0.1g/1000) * 9.8N/kg
= 10-4Kg * 9.8N/kg
= 9,8.10-4N
La poussée d'Archimède:
- direction : verticale / sens : vers le haut
Voilà, c'est tout ce que j'ai trouvé.
[après avoir vu les rpéonses :
Bof merci bcp de m'aider ^^ Je suis d'accord pour ton premier msg, mais je ne comprends pas le suivant ...]
Je viens de trouver une solution à la question b. : donner un raisonnement pour convaincre Eric qu'il n'y a pas que 2 forces :
Soit m la masse d'une goutte d'eau et m' la masse d'une goutte d'huile.
"Dans un même volume V, une goutte d'huile a une masse plus faible qu'une goutte d'eau".
Donc, dans un même volume V, m' < m.
Le poids de la goutte d'eau est P = m*g
Le poids de la goutte d'huile est P' = m'*g
Comme m' < m alors P' < P
Or, la poussée d'Archimède (sens vers le haut) a la même valeur que le poids (vers le bas) P' de la goutte d'huile déplacée.
Donc poussée Archimède < P.
Or, selon la question a. "si un corps est en mouvement uniforme, il est soumis à un ensemble de forces qui se compensent".
Puisque poussée Archimède < P, il est donc nécessaire qu'il y ait une 3eme force.
Qu'en pensez-vous ??
Personne pour m'aider ?
voici egalement ma réponse pour la question c. :
direction de la 3eme force : verticale / sens : comme la poussée d'archimède : vers le haut
pour la calculer : cette 3eme force compense, associée à la poussée d'archimède, le poids de la goutte.
donc : P = poussée archimède + 3eme force
3eme force = P - poussé archimède
Cette force est un frottement (visqueux) entre l'huile et l'eau.
Vola, svp aidez moi c'est super important ... Encore mille fois merci d'avance !
Bonsoir, alors je vais tenter de t'aider même si je n'ai pas très bien compris l'énoncé
1) Les forces se compenssent étant donné que la goutte reste à la surface du liquide (l'huile). On peut donc dire que cette idée est sensible au principe de l'inertie.
2) Les caracteristiques des deux forces qui agissent sur la goutte d'eau sont :
Le Poids donc : Point d'application : Le centre de gravité g
Directions : Verticale
Sens : vers le bas
Valeur : P= m*g
Je ne connais pas les caratéristiques de la poussée d'archimède.
3) La troisième force qui agit sur la goutte est l'air (je pense) mais il est négligable.
Voilà. Mes réponses ne sont peut etre pas justes
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