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Mouvement d'une bille en acier immergée dans de la glycérine 1RE

Posté par
etudiante
30-10-09 à 12:45

Bonjour, je suis actuellement en 1ère S et j'ai un exercice à faire de physique, sur lequel j'ai un petit problème. Voici l'énoncé:

On étudie le mouvement d'une bille d'acier immergée dans de la glycérine contenue dans une éprouvette.

1. On immerge totalement la bille dans la partie supérieure de la glycérine. On l'abandonne sans vitesse initiale.

a. Faire l'inventaire des forces agissant sur la bille à l'instant du lâcher.

b. Déterminer les valeurs des forces agissant sur elle à cet instant.

Données : masse volumique de l'acier : ρa = 7.8 g.cm-3, de la glycérine : ρg = 1.3 g.cm-3 ; rayon de la bille : R = 1.0 cm.

c. Représenter ces forces avec une échelle convenable.

d. Comment varie le vecteur vitesse à partir de cet instant ?

2. Lorsque la bille descend, la glycérine exerce une force de frottement fluide dont la valeur évolue selon l'expression : F = 0.080 v2  avec v vitesse du centre d'inertie de la bille.

a. Pourquoi le mouvement est-il initialement accéléré ?

b. Monter que, si la profondeur du fluide est suffisante, la vitesse de la bille va atteindre une valeur limite. La calculer.

c. Quelle est la nature du mouvement lorsque cette vitesse est atteinte ?

Alors j'ai réussi à faire tous les pint sauf deux. Je ne comprend pas comment peut - on résoudre la question 1d et 2a.

Je sait que pour le 2a le mouvement sera accéléré mais je sais pas comment le justifier et pour le 1d j'ai vraiment besoin d'aide.

Une toute dernière chose, j'ai calculée la valeur limite de la vitesse (2b) mais je n'ai pas justifier pourquoi atteint on cette vitesse limite et je ne sait pas l'unité de cette vitesse.

Merci d'avance pour toutes vos réponces qui résolverons mes doutes.
SVP répondez le plus vite possible.

Posté par
gbm Webmaster
re : Mouvement d'une bille en acier immergée dans de la glycérin 30-10-09 à 12:50

Bonjour,

aide-toi de cette fiche :

Chute verticale d'un solide dans un fluide

Posté par
etudiante
re : Mouvement d'une bille en acier immergée dans de la glycérin 30-10-09 à 15:14

Bonjour gbm,

j'ai lu cette fiche, et si j'ai bien compris voici mes réponses:

1d_  P+A0 donc d'après la deuxième loi de newton vconstante soit v0  (tout en vecteur)

La résultante des forces (P+A) est verticale vers le bas donc v est verticale vers le bas .

La résultante des forces (P+A) est de même sens par rapport a v, donc le mouvement est accéléré.

Le vecteur vitesse à partir de cet instant sera vertical accéléré vers le bas.

2a_ Le mouvement est accéléré parce que la vitesse initiale est nulle et lorsqu'on lâche la bille le système est en déséquilibre mécanique est le mouvement est donc accéléré.

2b_ La vitesse de la bille va atteindre une valeur limite car lorsque la bille descend les frottements augmentent jusqu'à ce que P+A+f = 0 (vecteurs)
Dans ce cas le mouvement sera uniforme et v=constante donc v atteindra une valeur limite.

L'unité de v sera des m.s-1 ?

Merci de bien vouloir me corriger mes éventuelles erreurs.
MERCI BEAUCOUP.

Posté par
etudiante
re : Mouvement d'une bille en acier immergée dans de la glycérin 30-10-09 à 16:42

SVP dîtes moi si ce que j'ai fait est correct.
C'EST URGENT!

Posté par
etudiante
re : Mouvement d'une bille en acier immergée dans de la glycérin 30-10-09 à 18:56

gbm SVP corrige moi le plus vite possible...

Posté par
gbm Webmaster
re : Mouvement d'une bille en acier immergée dans de la glycérin 31-10-09 à 12:13

1. On immerge totalement la bille dans la partie supérieure de la glycérine. On l'abandonne sans vitesse initiale.

a. Faire l'inventaire des forces agissant sur la bille à l'instant du lâcher.
* le poids du solide de norme P = m.g
* la poussée d'Archimède de norme Fa = P.V.g

b. Déterminer les valeurs des forces agissant sur elle à cet instant.
(fait au-dessus)

Données : masse volumique de l'acier : ρa = 7.8 g.cm-3, de la glycérine : ρg = 1.3 g.cm-3 ; rayon de la bille : R = 1.0 cm.

c. Représenter ces forces avec une échelle convenable.
(voir la fiche)

d. Comment varie le vecteur vitesse à partir de cet instant ?
(A l'instant initial, v = 0 puis augmente)

Posté par
gbm Webmaster
re : Mouvement d'une bille en acier immergée dans de la glycérin 31-10-09 à 12:15

2. Lorsque la bille descend, la glycérine exerce une force de frottement fluide dont la valeur évolue selon l'expression : F = 0.080 v2 avec v vitesse du centre d'inertie de la bille.

a. Pourquoi le mouvement est-il initialement accéléré ?
TB !

b. Monter que, si la profondeur du fluide est suffisante, la vitesse de la bille va atteindre une valeur limite. La calculer.
Oui

c. Quelle est la nature du mouvement lorsque cette vitesse est atteinte ?
Rectiligne uniforme

Désolé, j'avais zappé ton topic

Posté par
etudiante
re : Mouvement d'une bille en acier immergée dans de la glycérin 31-10-09 à 14:32

Merci beaucoup gbm

Tu m'as vraiment aidée.
Si je comprend bien mes réponses sont justes sauf le 1d.
OK remerci

Posté par
gbm Webmaster
re : Mouvement d'une bille en acier immergée dans de la glycérin 31-10-09 à 14:41

si c'est correct

A+



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