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Niveau seconde
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LA GRELE ( un pas vers la premiere)

Posté par med (invité) 06-04-07 à 20:20

bonjour,
j'aimerais que l'on m'aide pour cette long exercice de physique.

D'aprés BAC USA 2005.

La grêle se forme dans les cumulo-nimbus situés entre 1000km et 10000 km d'altitude où la temperature est tres basse, jusqu'a environ -40°. Le grelon tombe lorsqu'il n'est plus maintenu au sein du nuage. Au sol, sa vitesse peut atteindre 160km.h-1.
On étudie un grelon de masse 13g qui tombe d'un point 0, d'altitude 1500m, sans vitesse initiale. Ce grelon peut etre assimilé a une sphere de diametre 3,0cm.
le point 0 sera pris comme origine  d'un axe 0z orienté positivement vers le bas.

Données:
Volume d'une sphere: V=4/3.r3
Masse volumique de l'air p=1.3kg.m-3
L'intensité de la pesenteur sera considérée comme constante et de valeur Go=9.80m.s-2
L'intensité du poids d'un objet de masse m est P=m.g, celle de la poussée d'Archimède est Fa=p.V.Go

A.CHUTE LIBRE

on admet , dans un premier temps, que le grelon tombe en chute libre.
1)a Quelle force est-il soumis?
2)Decrire son mouvement en utilisant le principe d'inertie.
3)Sachant que la valeur de la vitesse d'un objet en chute libre est donnée par la relation V=2h.g, calculer la valeur de la vitesse du grelon quand il attenit le sol.
4)a)Quelle est sa valeur en km.h-1?
b)Ce resultat est-il vraisemblable? justifier


B.CHUTE REELLE.

le grelon est soumis à trois forces: son poids P( une fleche est au dessus du P), la poussée d'Archimède Fa et la force de frottement fluide F, proportionnelle au carré de la vitesse telle que F=K.v2

5)Calculer la valeur de la poussée d'Archimède et celle du poids du grelon. les comparer . Conclure



Voila, a present j'aimerai bien que l'on m'aide MAIS  les resultats de certains calculs ne m'interressent pas tellement , c'est surtout la démarche que je veux. Si l'on me donne des détails , je pense pouvoir trouver...du moins je l'espere!

pour la 1) il me semble qu'il est soumis à la force de la Terre.
2)son mouvement est rectiligne verticale. mais je ne suis pas sure qu'on puisse appliquer le principe d'inertie car la vitesse varie, non?

pour la 3, que signifie ce "h" dans la relation???

Posté par
Rafalo
re : LA GRELE ( un pas vers la premiere) 06-04-07 à 20:23

bonsoir,

référentiel: terrestre; système: grelon

Par définition un système est en chute libre s'il n'est soumis qu'à son poids par conséquent seul \vec{P} agit sur le grelon.
Le poid est en effet l'action de la masse de la Terre sur le système grelon.

Posté par med (invité)re : LA GRELE ( un pas vers la premiere) 06-04-07 à 20:25

bonsoir,
ok merci

Posté par
Rafalo
re : LA GRELE ( un pas vers la premiere) 06-04-07 à 20:26

2)  le grelon est animé  d'un mouvment rectiligne accéléré dans le référentiel terrestre

Posté par med (invité)re : LA GRELE ( un pas vers la premiere) 06-04-07 à 20:28

a oui effectivement , mais à ce moment , ce que j'ai dit sur le principe d'inertie , est-ce vrai? puisque a ce moment là, les forces ne se compensent pas...

Posté par kuid312 (invité)re : LA GRELE ( un pas vers la premiere) 06-04-07 à 20:33

Salut

S'il n'est soumi qu'a son poids il n'y a qu'une force qui ne peut pas se compenser elle meme! Donc il n'est pas soumi au principe d'inertie

Kuider

Posté par
Rafalo
re : LA GRELE ( un pas vers la premiere) 06-04-07 à 20:35

Seul le poid agit sur le système par conséquent les forces agissant sur le système ne peuvent pas etre nulle donc d'après le principe d'inertie le système n'est pas animé d'un mouvement uniforme mais accéléré car P a pour sens vers le bas et pour direction verticale.

3) V= \sqrt{2h.g}

V= \sqrt{2 X 9,8 X 1500}= \sqrt{29400} 171,5m.s-1

Posté par med (invité)re : LA GRELE ( un pas vers la premiere) 06-04-07 à 20:35

merci

Posté par kuid312 (invité)re : LA GRELE ( un pas vers la premiere) 06-04-07 à 20:37

Il a un mouvement rectiligne car le poids a pour droite d'action la verticale et accéléré car l'objet passe d'une vitesse nulle a une vitesse diférente de 0

Kuider

Posté par
Rafalo
re : LA GRELE ( un pas vers la premiere) 06-04-07 à 20:39

4) a) 171,5m.s-1 = (171,5/1000)*3600 616 km.h-1.
b) ce résultat n'est pas vraisemblable en pratique car la vitesse est trop élevée (il était indiqué que la vitesse d'un grelon était de 160 km.h-1).
Cependant ce résultat est théorique et correspond à une chute libre.

Posté par med (invité)re : LA GRELE ( un pas vers la premiere) 06-04-07 à 20:41

oula rafalo ! ralentis! que signifie le "h" dans la 3???

Posté par kuid312 (invité)re : LA GRELE ( un pas vers la premiere) 06-04-07 à 20:43

Peut etre aussi que le poids d'un objet est different selon l'altitude non?

Kuider

Posté par
Rafalo
re : LA GRELE ( un pas vers la premiere) 06-04-07 à 20:43

h est la distance de chute du système.

Posté par
Rafalo
re : LA GRELE ( un pas vers la premiere) 06-04-07 à 20:47

le poids d'un objet est différent si g=9.8 varie or là on a fixé g donc P ne varie pas. g dépend de l'altitude, g= G*mT/d² avec mT=masse Terre et G est la constante gravitationnelle   6.67.10-11 S.I.
Comme mT et G sont fixe on voit bien que c'est d qui peut faire varier le poid.

Posté par med (invité)re : LA GRELE ( un pas vers la premiere) 06-04-07 à 20:48

pourquoi est-ce que tu n'a pas fait: 2x1500x13

Posté par med (invité)re : LA GRELE ( un pas vers la premiere) 06-04-07 à 20:50

enfin je veux dire pourquoi ne pas avoir utiliser le poids du grelon qui est de 13g

Posté par kuid312 (invité)re : LA GRELE ( un pas vers la premiere) 06-04-07 à 20:52

Oui, mais tu l'as dit g dépend de l'altitude d, donc c'est d qui fait varier le pois certes, mais d agit sur la valeur du poids dans ce cas, c'est ce que j'ai dit:

Citation :

Peut etre aussi que le poids d'un objet est different selon l'altitude non?

Kuider

Posté par
Rafalo
re : LA GRELE ( un pas vers la premiere) 06-04-07 à 20:53

non tu confond: la masse du grelon est de 13g mais le poids du grelon est de 13.10-3*9.8=0.127N. Et commme on ignore les frottements la vitesse d'un objet ne dépend pas de sa masse mais elle est donnée par la relation:
V=\sqrt{2.h.g}

Posté par
Rafalo
re : LA GRELE ( un pas vers la premiere) 06-04-07 à 20:54

oui je n'ai pas dit que tu avait faux, au contraire j'ai seulement approuvé ton affirmation en ajoutant des explications.

Posté par med (invité)re : LA GRELE ( un pas vers la premiere) 06-04-07 à 20:56

ok merci a vous deux pour le moment je comprend

Posté par kuid312 (invité)re : LA GRELE ( un pas vers la premiere) 06-04-07 à 21:09

Rafalo>>D'accord dans ce cas .On est d'accord

med>> pas de probléme juste une question pourquoi ce tire :
LA GRELE ( un pas vers la premiere)  

Kuider

Posté par med (invité)re : LA GRELE ( un pas vers la premiere) 07-04-07 à 20:28

^^
C'est le titre de mon exercice! je n'y peut rien
c'est un exercice peut-etre jugé difficile pour les secondes d'où "un pas vers la premiere)

Posté par med (invité)re : LA GRELE ( un pas vers la premiere) 07-04-07 à 20:41

pour la 5 j'ai fais:
valeur de la poussée d'archimède= 1.3 x  4/3pi . 1.53x9.8m.s-2
est-ce le bon calcul?

Posté par
Rafalo
re : LA GRELE ( un pas vers la premiere) 07-04-07 à 20:53

non attention aux unités: tu dois avoir:
Pa= mair * g
=air*Vair*g
=1,293 * 4/3 pi*(1,5.10^-2)^3*9,8
1,79.10^-4 N

Pg=mg*g
=13.10^-3*9,8
=1,274.10^-1 N

Posté par med (invité)re : LA GRELE ( un pas vers la premiere) 08-04-07 à 12:38

ok ! je viens de me rendre compte de quelque chose:
pour la 3, tu trouve 171,5m.s-1 mais L'intensité de la pesenteur est de valeur Go=9.80m.s-2
c'est en m.s-2 et non m.s-1 ....je ne comprend pas

Posté par med (invité)re : LA GRELE ( un pas vers la premiere) 08-04-07 à 14:51

??

Posté par kuid312 (invité)re : LA GRELE ( un pas vers la premiere) 08-04-07 à 14:58

Erreur de frappe
Kuider

Posté par med (invité)re : LA GRELE ( un pas vers la premiere) 08-04-07 à 15:03

ok donc c'est bien 171.5m.s-2 mais à ce moment là, quand on veut convertir en km/h on fais 171.5*3.6=617.4km/h-2 ??? non??

Posté par kuid312 (invité)re : LA GRELE ( un pas vers la premiere) 08-04-07 à 15:04

tableau en croix

Posté par med (invité)re : LA GRELE ( un pas vers la premiere) 08-04-07 à 15:13

tu peux m'expliquer

Posté par med (invité)re : LA GRELE ( un pas vers la premiere) 08-04-07 à 15:32

pourquoi un tableau en croix?

Posté par med (invité)re : LA GRELE ( un pas vers la premiere) 08-04-07 à 16:08

en plus RAfalo a trouvé 616km/h...

Posté par
Rafalo
re : LA GRELE ( un pas vers la premiere) 08-04-07 à 16:29

Citation :
ok donc c'est bien 171.5m.s-2


mais non. g est en m.s-2 on est ok seulement h est en m donc quand on multiplie h par g on obtient des m.s-1. d'accord ?

Posté par med (invité)re : LA GRELE ( un pas vers la premiere) 08-04-07 à 16:31

ok

Posté par
Rafalo
re : LA GRELE ( un pas vers la premiere) 08-04-07 à 16:32

ah non qu'est ce que dit c'est par ce que on a une racine carée donc on ontient bien des m.s-1 mais pas des m.s-2. pardon . Si tu veux que je t'explique pour avec la racine on obtient cela dis le moi.

Posté par med (invité)re : LA GRELE ( un pas vers la premiere) 08-04-07 à 16:33

oui je viens s'il te plait

Posté par
Rafalo
re : LA GRELE ( un pas vers la premiere) 08-04-07 à 16:39

g est en m.s-2 et h est en m:
en fait l'unité de g peut s'écrire m*1/s². Par conséquent quand tu multiplis h par g tu obtiens des m²*1/s². Cependant on prend la racine carrée de tout cela donc:
\sqrt{m^2}X\frac{1}{\sqrt{s^2}} = m*\frac{1}{s^1} donc au fnale on obtent des m.s-1. d'accord ?

Posté par med (invité)re : LA GRELE ( un pas vers la premiere) 08-04-07 à 16:43

ok j'ai compris, la racine carré permet d'avoir alors des m/s-1...trés bien
puis pour mettre en km/h il suffit de multiplier par 3.6 le resultat nn?

Posté par
Rafalo
re : LA GRELE ( un pas vers la premiere) 08-04-07 à 16:45

si tu as des m.s-1  pour les convert en km.h-1, il faut en effet mulitplier par 3,6.

Posté par med (invité)re : LA GRELE ( un pas vers la premiere) 08-04-07 à 16:51

ok on a alors 616km/h! bon je crois que j'ai globalement compris lexo! je te remercie aurevoir

Posté par
Rafalo
re : LA GRELE ( un pas vers la premiere) 08-04-07 à 16:52

de rien

Posté par med (invité)re : LA GRELE ( un pas vers la premiere) 09-04-07 à 14:00

re! désolé de revenir sur ce topic mais j'ai encore une question a poser:pour la 5, aprés avoir comparer les deuxvaleurs,on doit conclure:la poussé du poids du grelon est 711fois plus importante que la poussé d'archimède?



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