Alors je vais commencer par le premier des 4 TP réalisés...

Si on fait tomber une bille sphérique dans un fluide visqueux dans une grande éprouvette, de diamètre suffisamment grand par rapport à celui de la bille, elle atteint assez rapidement une vitesse limite v_lim qui peut être calculée en mesurant à l'aide d'un chronomètre la durée mise par la bille pour parcourir la distance d entre deux repères.

On donne la formule de la viscosité : .

Vous avez à disposition des billes de différents diamètres : 1, 3, 5 et 7 mm. Déterminez la vitesse limite à l'aide d'un chronomètre. Vous ferez 3 mesures pour chaque diamètre. Mesurer à l'aide de votre règle la distance parcourue par la bille entre deux graduations repérées avec un feutre sur l'éprouvette graduée. Vous mesurerez aussi à l'aide d'un Palmer le diamètre des billes.

1. Exploiter graphiquement les résultats pour en déduire la viscosité du glycérol ainsi que son incertitude élargie. Déduire des mesures la viscosité du glycérol avec un intervalle de confiance à 95 %.

2. Pour une bille de diamètre de votre choix, pointer sa trajectoire avec le logiciel AviMeca au cours du temps. Tracer la courbe v(t) et y(t) à l'aide du logiciel Regressi.
Que concluez-vous ?

Là où j'en suis :

J'ai mis en pièce jointe mes résultats pour la question 1 et la question 2.

Pour la question 1, je ne comprends pas, on doit déterminer la vitesse limite pour chacune des 3 expériences avec chaque bille ? Mais comment on fait ça ? Est-ce que c'est ce que j'ai fait dans l'image ci-dessus avec Regressi ?

Et pour les incertitudes, voici ce que je pense qu'il y a :

- mesure de la distance : règle donc 1 ou 2 mm ?
- mesure du temps t : ??
- diamètre de la bille : Palmer, je ne sais pas du tout quelle est l'incertitude correspondante...
- incertitude liée à l'observateur : ??

Pour la question 2 : que pensez-vous de mes courbes ? Moi je n'arrive pas à conclure quelque chose de ça, mais je crois que c'est une histoire de vitesse constante à un moment donné...

Merci beaucoup par avance pour votre aide et vos explication, je suis vraiment perdu.
Et désolé pour l'horaire de post, c'est l'horreur je suis dans la panade tout le temps et en plus els concours approchent.

Pour la méthode de calcul de v, je ne vois pas trop comment faire autrement.
Il manque la dernière étape (que vous avez fait à part ?) : moyenne des trois valeurs.

Bonjour,

1 TP = 1 sujet à créer, attention à cette règle pour les 3 TP suivants

Merci beaucoup pour votre réponse.

Par contre, quelle formule utiliser pour l'incertitude ?

Et on fait bien une moyenne des 3 vitesses obtenues pour chaque diamètre ?

Calcul à la louche :

Merci encore. J'ai indiqué en dessous en rouge ce que je n'ai pas compris, mes questions...

gts2 @ 06-02-2020 à 13:59

Calcul à la louche :

Citation :
mesure de la distance : règle donc 1 ou 2 mm ?

Je dirai 1mm (règle + trait) à multiplier par pour les deux extrémités
Pourquoi multiplication par racine de 2 ?

Citation :
mesure du temps t

(max-min)/2
max et min de quoi ?

Citation :
diamètre de la bille : Palmer

Les graduations sur le tambour correspondent à 0,01 mm, donc incertitude idem ou 0,005 mm selon vos habitudes.
C'est-à-dire selon mes habitudes ? On ne l'avait encore jamais utilisé...

Il reste à combiner le tout de manière quadratique.

Qu'est-ce que ça signifie "de manière quadratique" ? Quelle est la formule exacte de calcul ?

Pour finir, il faut combiner les 5 mesures, donc moyenne. Pour ce qui est de l'incertitude, c'est celle sur .

Pourquoi parlez-vous de 5 mesures ? Je n'en a fait que 3 pour les 4 diamètres...

Ou alors encore plus simple : incertitude statistique sur les 15 mesures. Cela collerait avec "méthode graphique" : on trace v(r^2) et la pente nous permet d'obtenir et l'incertitude sur la pente celle sur

Pourquoi la pente permet-elle de d'obtenir ?

SVP, quelqu'un peut-il m'aider en l'absence de gts2 ?

Je dois envoyer les résultats analysés au prof par mail avant 23h59.
...

@vanoise ou @gbm, si vous passez par là......

up.......

S'il vous plaît vanoise ou quelqu'un d'autre....

Pour la règle, les repérages des deux extrémités (x1 et x2) sont indépendants, donc et comme les deux incertitudes sont égales, cela fait

On en revient à : "Pour l'incertitude, il y a un certain nombre de chapelles...". C'est pour cela que je ne voulais pas répondre précisément. Il faudrait savoir ce que vous savez (!) sur les incertitudes.

Vous pouvez multiplier par 2 sans pb, mais je pense qu'à la vue du texte, ce n'est pas ce qui est demandé (voir à la fin).

Pour la mesure du temps, on a 3 mesures t_i, on dit que l'estimation de t est la moyenne des mesures, et que l'incertitude est (max(t_i)-min(t_i))/2

Pour le palmer, quand je dis habitude je ne parle pas de l'habitude du palmer, mais l'habitude des instruments à graduations : avec une burette de graduation 0,1 mL, quelle incertitude prenez-vous ?

Pour ce qui est de la combinaison quadratique, si on a trois incertitudes sur x, l'incertitude résultante est  . SI vous n'avez pas vu cette formule, oubliez-là.  

5 mesures parce qu'au delà de 3, j'ai du mal à compter : il y a bien 4 groupes de 3 mesures soit 12 et pas 15.

Pour ce qui est de la pente , soit ; ceci parce que le texte propose une méthode graphique, sinon vous faites une statistique sur vos 12 , la moyenne vous donne la viscosité et l'écart-type l'incertitude, mais de nouveau je ne sais comment vous avez l'habitude de traiter ce genre d'incertitudes.

La vitesse est vlim si vous avez bien respecté les règles obtenues à partir de la deuxième partie du TP, i.e. mesure sur la zone où la vitesse est constante qui est bien la vitesse limite.

Merci beaucoup !

Et le coefficient directeur de la droite f(r²) (r en abscisses et v en ordonnées), c'est quoi exactement ?

J'ai demandé un jour en plus à mon prof pour rendre le TP car c'est la catastrophe là il est 4h du matin...

J'ai 2 soucis :

1. Le coefficient directeur de v(r²) est-il bien coeff=[2*(_bille-_L) * g] / 9 ?

Peut-on donc écrire : =[2*(_bille-_L) * g] / 9 coeff ?

Sachant que mon coeff est de 0,08.

Mais après il y a un problème d'unité, non ? On obtient directement en Pa.s ?

2. Je dois montrer que Re=[2*r*vlim*glycérol]/glycérol est très inférieur à 1.

En prenant r=5 cm, v lim=0,04 m/s (vu sur la photo dans mon premier message), glycérol = 1,26*10³ kg.m^-3 et glycérol=1,7 Pa.s à 20 degrés, température du labo, on trouve quelque chose supérieur à 1 !!!

Je n'en peux plus... Pourquoi on n'a pas quelque chose d'inférieur à 1 ??

Parce que là la loi de Stokes ne serait plus valable.

Au secours, aidez-moi s'il vous plaît.

4h30 du matin.....

Bonjour,

Pour ce qui est de l'unité, pour obtenir des Pa.s, il faut en effet que les longueurs soit exprimés en mètre.  Il faut peut-être convertir votre coeff.  

Avec vos données, je trouve pour la troisième bille Re=0,01<1.
D'où sort votre bille de 10 cm de diamètre ?!

Ah r ce n'est pas le rayon de l'éprouvette ?

C'est le rayon d'une bille ?

Par contre j'ai toujours un souci avec le coeff... C'est quoi son unité ? Et quels sont les autres unités de la formule de eta ?

Merci beaucoup.

Bonjour,

On va prendre la première bille :  vitesse de 0,04 m/s (donc distance de 90 cm ?) , un rayon de 0,5 mm, une masse volumique "apparente" de 6 500 kg/m3, g=10 m/s2, on trouve   Pa.s, ce ne serait pas plutôt 9cm ? ce qui donnerait 0,9 du même ordre de grandeur que 1,8.
Un calcul avec "plein" de grandeurs doit se faire en SI pour éviter des problèmes, donc m kg/m3 ... et Pa.s

"dans une grande éprouvette, de diamètre suffisamment grand" c'est pour ne pas perturber l'écoulement autour de la bille, donc c'est bien le r de la bille qui compte.