Dm de physique

[invite3491133e]

bonjour je suis en 1ere set j'ai un exercice dans un dm que je n'arrive pas à resoudre du tout pouvez vous m'aider SVP merci.
Les nuages sont formés de minuscules gouttelettes d'eau de rayon r qui tombent dans l'atmosphere avec une vitesse (vecteur v) en etant soumises à une force de frottement d'expression vecteur f= -6 *pi *r *q*vecteur v où q est la viscosité de l'air
a) Faire l'inventaire des forces qui s'exercent sur une gouttelette d'eau lors de sa chute verticale.
La pousée d'archimede peut etre négligée pourquoi ?
b) Pour quelle valeur de la vitesse, les forces appliquées à la gouttelette se compensent elles?

Données
r= 1.0 micrometre
q= 18*10^-6 N.s.m^-2
masse vomumique de l'eau :Pe =1000 kg.m^-3
masse volumique de l'air : Pa = 1.29 kg.m^-3


merci beaucoup
-----

[invite6ed3677d]

Bonjour,

a) Faire l'inventaire des forces qui s'exercent sur une gouttelette d'eau lors de sa chute verticale.

quelles forces as-tu trouvé ?

[invite3491133e]

je pense qu'il y a la force de frottement, le poids, la poussée d'archimede.
Mais je ne suis pas sur du tout.
Merci
Pouvez vous m'aider SVP

[invite6ed3677d]

je pense qu'il y a la force de frottement, le poids, la poussée d'archimede.
Mais je ne suis pas sur du tout.
Merci
Pouvez vous m'aider SVP

Oui ... mais la force d'Archimede est négligeable parce que ... ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[ne_getem]

Ben déja pour moi la poussée d'Archimède est négligeable car le volume de la goutte est trés faible.
De plus les forces qui agissent sur la goutte d'eau, sont :
- son poids : P
- la force de frottement avec l'air : f

2/ On cherche "Pour quelle valeur de la vitesse, les forces appliquées à la gouttelette se compensent elles?" soit on a l'équation

P+f=0

Avec P=Masse*g avec g environ 10.
Masse=Volume de la goutte*Masse Volumique de la goutte
Soit P=Vg*Pe*g avec une sphere on a Vg=[(4/3).pi.r^3]
donc P=[(4/3).pi.r^3]*Pe*g
On sait que f= -6 *pi *r *q*v donc on a l'équation
P+f=0=(4/3).pi.r^3]*Pe*g+[-6 *pi *r *q*v]
=> (4/3).pi.r^3]*Pe*g=6 *pi *r *q*v

v=[(4/3).pi.r^3]*Pe*g]/[6 *pi *r *q]

v=[4.r²]*Pe*g]/[18*q]

Je pense que sa doit pas être trop mal.

[invite6ed3677d]

Ben déja pour moi la poussée d'Archimède est négligeable car le volume de la goutte est trés faible.
De plus les forces qui agissent sur la goutte d'eau, sont :
- son poids : P
- la force de frottement avec l'air : f

2/ On cherche "Pour quelle valeur de la vitesse, les forces appliquées à la gouttelette se compensent elles?" soit on a l'équation

P+f=0

Avec P=Masse*g avec g environ 10.
Masse=Volume de la goutte*Masse Volumique de la goutte
Soit P=Vg*Pe*g avec une sphere on a Vg=[(4/3).pi.r^3]
donc P=[(4/3).pi.r^3]*Pe*g
On sait que f= -6 *pi *r *q*v donc on a l'équation
P+f=0=(4/3).pi.r^3]*Pe*g+[-6 *pi *r *q*v]
=> (4/3).pi.r^3]*Pe*g=6 *pi *r *q*v

v=[(4/3).pi.r^3]*Pe*g]/[6 *pi *r *q]

v=[4.r²]*Pe*g]/[18*q]

Je pense que sa doit pas être trop mal.

et la réponse numérique pendant que tu y es ?

[ne_getem]

Si j'ai pas fait d'erreur on doit trouver v=123.45 m/s mais uniquement si dans la formule donné de f on a v en m/s.

[Jeanpaul]

Avec une vitesse comme ça, je ne sortirai plus sans un parapluie blindé !

[invite3491133e]

Merci beaucoup pour ton aide ne_getem .

[invite3491133e]

Moi j'ai convertis les micrometre de r en m ce qui me fait 1.0*10^-6
1.235*10^5 si je ne ne convertis pas je trouve 1.235*10^7.
Je ne sasi pas comment trouver 123.45 m/s
Merci

[invite6ed3677d]

Je ne sasi pas comment trouver 123.45 m/s
Merci

Moi non plus.

La formule est bonne :



ce qui donne en m/s

v = (2 * 1000 * 9.81 * 10^-12) / (9 * 18 * 10^-6)
= 1,21 * 10^-4 m/s

[ne_getem]

C'est une erreur de ma part j'ai oublier de mettre r au carré, quand je refait les calculs je trouve V=1.23*10^-4 m/s ce qui me parait pas énorme. Donc je pense que ce que j'ai fait est une mauvaise piste, désoler.

[invite6ed3677d]

C'est une erreur de ma part j'ai oublier de mettre r au carré, quand je refait les calculs je trouve V=1.23*10^-4 m/s ce qui me parait pas énorme. Donc je pense que ce que j'ai fait est une mauvaise piste, désoler.

Ben non ... j'ai la meme chose

[ne_getem]

Ui pour moi aussi j'ai ça mais la valeur de la vitesse me trouble un peu :s .

[invite3491133e]

est ce normal que l'on utilise pas Pa =1.29 kg.m^-3

[invite3491133e]

les micrometes à mettre en metres sont 10^-6 non? (10^-12 ?)

[ne_getem]

C'est normal que l'on utilise pas Pa car tu tant sert pour calculer la poussée d'archimède qui est négligeable du fait ke tu as dans la formule r^3 sa doit donner une valeur de la poussé d'Archimède vers x *10^-17 ce qui est néglieable et oui les micromètres sa fait bien 10^-6 m.

[invite3491133e]

merci le poids est bien egale à 4.19*10^-14 N
Le resultat de v est donc 123.46 m/s ou 1.23*10^4 m/s

[Karibou Blanc]

Ben déja pour moi la poussée d'Archimède est négligeable car le volume de la goutte est trés faible.

en toute rigueur ce n'est pas un bon argument pour la négliger. Je pourrai très bien dire le volume étant petit, que le poid est négligeable, et la force de frottement aussi. Il faut faire attention de comprendre par rapport à quoi on négliger tel ou tel autre truc, sinon ....

Ici, la poussée d'archimede est négligeable (devant le poids notamment) parce que la masse volumique de l'air est beaucoup plus faible que celle de l'eau. Et ce sera toujours le cas quelque soit le volume de la goutte.

[invite3491133e]

Bonjour
j'ai un exercice par contre que je comprends pas surtout la 1ere qu'estion pouvez vous m'aider SVP

Deux cables permettent de suspendre une sphere lumineuse au dessus d'une rue .
Une de leur extremités est fixée à la facade d'un immeuble, l'autre au point I de la sphere
Chaque cable fait un angle a=30° avec l'horizontale et exerce une force de valeur 20N sur la sphere.
1° determiner les caractéristiques de la resultante des forces exercées par les cables sur la sphere:
a) par une methode graphique
b) par le calcul
2° en deduire le poids de la sphere

MERCI d'avance

[Ouk A Passi]

Bonjour Julie5151,

Bon, c'est ton "post", et tu peux y mettre autant de sujets que tu veux!

1° determiner les caractéristiques de la resultante des forces exercées par les cables sur la sphere:
a) par une methode graphique

Qu'est-ce qui bloque?
Le 1° ou le a) ?
Ou bien les deux ??

As-tu fait un petit croquis?????????????????

C'est indispensable en physique, et quelque soit le niveau d'études!

Nous disons donc:
1 feuille de papier quadrillé,
1 crayon (et 1 gomme).

Faire 1 point au milieu de la feuille, cela représente la boule noté S.

Maintenant, nous devons tracer les 2 cables de suspension.
Chaque cable est fixé d'un côté à la sphère (= le point),
et de l'autre côté à un mur ( = les 2 côté de ta feuille).

En partant de S, nous traçons donc 2 lignes obliques vers les bord de la feuille.
L'énoncé précise: <<un angle a=30° avec l'horizontale>>

Nous obtenons ainsi un "Vé" très ouvert.

Mais tout cela, tu l'avais déjà fait, n'est-ce pas!


a) par une methode graphique

En partant de S, nous allons tracer sur chaque cable un vecteur représentant la tension exercée.

20 N , cela ne rentre pas dan la feuille si nous représentons 1 N par 1 cm !
Changement d'échelle:
je te propose 0,5 cm pour 1 N.
Un vecteur de module 20 N sera donc représenté par un trait de .. cm.

Maintenant, tu es prête à construire un parallélogramme.

Ne pas oublier que la sphère exerce une force dirigée vers le bas (c'est la faute à Newton!)
et que "la resultante des forces exercées par les cables" est une force dirigée vers le haut
(traction d'un coté, et réaction de l'autre)

Bon courage.

[invite3491133e]

merci beaucoup, j'ai trouvé 30 N pour P est ce bon ?
j'ai pris comme echelle 1cm = 5N
Merci

[Ouk A Passi]

Bonjour,

Es-tu certaine d'avoir tracé les cables à 30 degrés?

(ta réponse me fait penser à 45°)