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Niveau maths spé
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rebond d'une goutte d'eau sur surface hydrophobe

Posté par
khyla
27-03-11 à 17:13

Bonjour je fais en ce moment des expériences sur le rebond d'une goutte sur surface hydrophobe et je bloque un peu avec la théorie.

L'idée est de filmer une goutte d'eau lorsqu'elle rebondit: elle est sphérique juste avant l'impact de rayon Ro et de vitesse Vo ,puis elle s'étale sur la surface en forme de crêpe de rayon Rmax et de vitesse nulle, enfin elle se rétracte et redécolle de la surface en reprenant une forme sphérique.

Pour moi l'énergie cinétique avant l'impact a été convertie en energie de tension superficielle eau/air lors de l'impact.On a ainsi par conservation de l'énergie et en négligeant l'énergie de tension de surface  goutte/surface hydrophobe:1/2*m*Vo^2 + gamma*4*Pi*Ro^2 = gamma*Pi*Rmax^2 (gamma est la tension de surface eau/air et on considère que la goutte s'étale en forme de disque d'où la surface Pi Rmax^2)

et Donc Rmax^2 est une fonction affine de Vo^2

Cependant,j'ai lu une analogie ressort/étirement de la goutte qui m'a l'air de tenir la route:
On considère que la goutte se déforme comme un ressort: alor Ec initial=Ep goutte, Ep goutte se mettant plus ou moins sous la forme 1/2*gamma*delta^2 avec gamma:tension de surface eau/air et delta:déformation de la goutte(Rmax ou Ro-Rmax? je n'ai pas bien compris)

on a donc:1/2*m*Vo^2 ~~ 1/2*gamma*delta^2  

A priori ces deux explications sont en fait les même(l'energie de tension se surface agissant comme celle d'un ressort)mais je n'en suis pas sur.

d'autre part j'ai un autre problème: lorsque je trace Vo=f(Rmax) et Vo^2=f(Rmax^2) j'obtiens une droite affine dans les deux cas, ce qui me laisse également perplexe,d'autant que l'expérience à l'air de plutôt pencher en faveur de Vo=f(Rmax) et non Vo^2=f(Rmax^2) comme l'avait prédit la théorie
Quelqu'un pourrait-il m'éclairer?^^



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