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Loi de Newton

Posté par
lillouu
18-02-16 à 16:12

Bonjour à tous,

J'aurais besoin d'aide en physique-chimie. En fait j'aurais plus besoin d'une réponse à que question.
Pour un exercice je souhaiterais savoir si il est possible d'utiliser la 2ème lois de Newton pour étudier la chute d'une bille dans du miel ( comme il est fait dans la vidéo suivante : ).

Merci d'avance aux personnes pouvant m'éclairer.

***Raccourci url ajoutéù***

Posté par
quarkplus
re : Loi de Newton 18-02-16 à 16:34

Bonjour,
Pas vu la vidéo , mais oui , vous pouvez et vous devez .
Maintenant , que prendre pour la force de frottement  ?
En  kv   ,  ou en kv^2  ?  
Selon le choix , cela va compliquer la résolution  .

Posté par
lillouu
re : Loi de Newton 18-02-16 à 16:37

Je ne sais pas vraiment, que me conseillez vous?
Et juste le bille a des frottements ou non?
Merci beaucoup

Posté par
quarkplus
re : Loi de Newton 18-02-16 à 16:56

Si vous étudiez le mouvement de la bille , elle est soumise à son poids , à la poussée d 'Archimède  et à la force de frottement , c'est tout  .

Si vous prenez une force de frottement en kv   , vous aurez une équation différentielle du premier ordre à résoudre .

Beaucoup moins simple , si vous prenez en kv^2  .

Maintenant , quelle est la vraie loi physique  ?   Je ne sais pas trop .
Peut être chercher sur Internet . Ce serait une bille acier  ?

Posté par
Mathieu95670
re : Loi de Newton 18-02-16 à 17:04

Moi je pense tu devrai partir d'un truck comme sa :
\vec{F}=m\vec {a}=m\vec {g}+\vec {Rn}
Avec Rn la force de frottement du miel sur la bille ( de sens opposer a "g") (va voir un cour dans se domaine ) (ta plusieur paramètre qui doivent jouer, surment le rayon de la bille et la viscosité du milieu)
Et F la somme des force s'appliquant sur la bille

Posté par
J-P
re : Loi de Newton 18-02-16 à 19:09

Comment savoir si on doit prendre une force de frottement proportionnelle à v ou bien à v² ?
Cela n'est pas, je pense du niveau Terminale ... donc juste pour info.

Si la force de frottement est de forme |f| = k.v (frottement fluide), alors on trouve la valeur de k par la formule de Stokes. : F = 6Pi*µ*R* v et donc k = 6Pi*µ*R
Avec µ la viscosité dynamique du fluide (qui est environ de 10 Pa.s pour le miel  (dépend du miel, mais bon ordre de grandeur))

Si la la force de frottement est de forme |f|| = k.v², alors k = 1/2.Rho(miel)*Cx*S
Avec Rho(miel) = 1400 kg/m³ (dépend du miel, mais bon ordre de grandeur)
Cx = 0,4 environ pour une sphère et S = Pi*R² (avec R le rayon de bille)

On peut donc aisément estimer la vitesse limite de la bille dans les 2 cas.
Par : mg - Parchimède - |f (vlim)| = 0
----
Ceci fait, on calcule le nombre de Reynolds dans les 2 cas.

Nombre de Reynolds  max : Re = Rho(miel)*vlim*L/µ
Avec L le diamètre de la bille
et µ la viscosité dynamique du fluide (miel)

Et alors, voir ici :

- Si on a Re < 1, alors il faut utiliser le frottement en kv.
- Si 10³ < Re  5.10^5, utiliser la force en k.v² (avec Cx = 0,44 dans le cas d'un objet sphérique)
- Et si 1 < Re < 1000, alors utiliser la force de frottement Fx =  1/2.Rho(miel)*Cx*S * v²
MAIS avec ici : Cx = 18,5/Re^0,6
-----
Si par exemple on fait les calculs avec une bille d'acier de 1 cm diamètre dans du miel ...
on aboutit a Re < < 1 ... et donc la force de frottement à prendre en considération est celle de la loi de Stokes : |f| = k.v avec  k=6Pi*µ*R
-----
Rien relu.  

Posté par
quarkplus
re : Loi de Newton 18-02-16 à 21:08

Bonjour,
Merci J-P  .

Posté par
J-P
re : Loi de Newton 19-02-16 à 09:10

Salut quarkplus

Posté par
Mathieu95670
re : Loi de Newton 19-02-16 à 09:11

Merci a moi aussi cava me servir.
très bien expliquer.



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