Poussée d'archimède dans une centrifugeuse

[invite60012124]

Bonjour,

Ma question est d'ordre pratique : lorsqu'une particule dans un liquide (type globule rouge dans sang) est soumise à l'action d'une centrifugeuse, quelle direction prend la poussée d'Archimède ? Quel sens ? (Au niveau vectoriel)

Merci
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[invite19431173]

Salut !

Si on néglige le poids, dans le sens et la direction centripète je dirais

[Coincoin]

Salut,
Je confirme ce que dit Benjy. En général, la force d'Archimède varie comme l'inverse du gradient de pression : elle va des zones de forte pression à celles de basse pression.

[zoup1]

On peut aussi dire que la force d'Archimède est opposé au poids apparent. Ce dernier est la somme du poids réellement et de la "pseudo-force" centrifuge.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite3e67d1f2]

Bonjour,

Ma question est d'ordre pratique : lorsqu'une particule dans un liquide (type globule rouge dans sang) est soumise à l'action d'une centrifugeuse, quelle direction prend la poussée d'Archimède ? Quel sens ? (Au niveau vectoriel)

Merci

la poussée d'Archimede sera toujours verticale vers le haut, par definition.
le poids sera toujours vertical vers le bas
la trajectoire de la particule sera tangentielle au cercle de rotation en premiere approximation mais en réalité elle est soumise au force de frottement visqueux.... en fin de course collée a la paroi elle subit une force de réaction centripete dans le plan de rotation

[zoup1]

la poussée d'Archimede sera toujours verticale vers le haut, par definition.
le poids sera toujours vertical vers le bas

Ce n'est pas le vrai poids qui est important, mais le poids apparent. C'est d'ailleurs à partir du poid apparent qu'est défini ce que l'on appelle la verticale, celle qui est donnée par le fil à plomb du maçon.
Dans le cas de la centrifugeuse, on se place dans le référentiel qui tourne avec la centrifugeuse et le poids apparent dans la centrifugeuse est la somme du poids apparent à la surface de la terre et d'une composante centripfuge liée à la rotation de la centrifugeuse.

la trajectoire de la particule sera tangentielle au cercle de rotation en premiere approximation mais en réalité elle est soumise au force de frottement visqueux.... en fin de course collée a la paroi elle subit une force de réaction centripete dans le plan de rotation

Attention, pas de confusion, ce n'est pas la force visqueuse qui fait dévier le globule de la trajectoire circulaire, mais bien le petit effet de différence de densité entre le globule rouge et le milieu environnant (le plasma quoi). Les forces visqueuses qui s'exercent sur la particule vont gouverner la cinétique de sédimentation.

Le globule rouge s'il est bien plus dense que le plasma est sans doute moins dense que les autres cellules du sang du fait de l'absence de noyau. Du coup, sa sédimentation, du fait de la centrifugation sera moins rapide que pour les autres cellules (plaquettes et globules blancs).

[invite60012124]

Merci de ces précisions !

En réalité, il s'agit d'un problème de physique en pharmacie. On me donne les masses volumiques du globule et du plasma, la taille du tube (en position verticale) et l'accélération de la centrifugeuse de 45000*g ... On me demande le temps pour une sédimentation totale.
J'applique la loi de Stokes où apparaît la vitesse V : c'est là d'où va venir ma composante t (v=d/t), mais si je fais le bilan des forces, quelles sont celles qui s'appliquent à ma particule ?
J'avais pensé au poids, puis aux forces de frottement, et à la poussée d'Archimède (on me donne la m volumique du plasma et le rayon de la sphère). Dois je prendre en compte des forces centrifuges et centripètes ?

J'avoue que ce bilan des forces me bloque pour la résolution ...

[zoup1]

Avec une accélération de 45000*g, tu peux complètement négliger le poids.
Cette donnée de 45000*g est une façon de donnée la force centrifuge... Elle donne justement le champ de pesanteur apparent.

En ce qui concenre le bilan des forces. Il y a le poids apparent calculé à partir du champ de pesanteur apparent et les forces de frottement visqueux (Loi de stokes).
En ne considérant que le régime stationnaire, le bilan des forces permet de déterminer la vitesse de sédimentation et à partir de là le temps de sédiementation.

En pratique, c'est un peu plus compliqué que cela car l'accélération n'est pas constante mais elle dépend de la distance à l'axe (cette dépendance n'est pas toujours négligeable).