Force de frottement d'un glaçon contre une planche.

[invite4b1097c3]

Bonjour,
Je suis élève de Math Spé et pour mon TIPE j'étudie les différentes forces de frottements (en bref).
J'ai commencé à étudier la force de frottement d'un glaçon contre une planche humide, mais il a fallu que j'établisse un modèle.
J'ai donc opté pour le modèle de frottement purement fluide, justifié par la présence d'eau sur la planche, et le fait que le glaçon fonde, mais après expérience et acquisition numérique, je me pose la question si ce modèle n'est pas erroné, ou bien s'il y a moyen de l'améliorer.
Par exemple j'avais pensé à modéliser cela par du frottement fluide ET solide, mais dans ce cas j'ai un problème car je dois trouver deux inconnues avec une seule série de mesures, et il se trouve que beaucoup de couples ont l'air de convenir plutôt bien (avec des valeurs très différentes).

Si quelqu'un avait une idée, ou même une piste, pour m'aider dans cette modélisation, je lui en serais particulièrement reconnaissant.
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[obi76]

Bonjour,
Je suis élève de Math Spé et pour mon TIPE j'étudie les différentes forces de frottements (en bref).
J'ai commencé à étudier la force de frottement d'un glaçon contre une planche humide, mais il a fallu que j'établisse un modèle.
J'ai donc opté pour le modèle de frottement purement fluide, justifié par la présence d'eau sur la planche, et le fait que le glaçon fonde, mais après expérience et acquisition numérique, je me pose la question si ce modèle n'est pas erroné, ou bien s'il y a moyen de l'améliorer.
Par exemple j'avais pensé à modéliser cela par du frottement fluide ET solide, mais dans ce cas j'ai un problème car je dois trouver deux inconnues avec une seule série de mesures, et il se trouve que beaucoup de couples ont l'air de convenir plutôt bien (avec des valeurs très différentes).

Si quelqu'un avait une idée, ou même une piste, pour m'aider dans cette modélisation, je lui en serais particulièrement reconnaissant.

Vu la capacité du bois à isoler de la chaleur et vu la différence de la température, si le glaçon bouge suffisament vite on peut considérer une interface fluide entre le glaçon et la planche. Mais tu vas avoir 2 frottements fluides : un glaçon / eau et un eau/planche.

Vu la vitesse du glaçon (inconnue) et la température de la planche et du glaçon et du coefficient de transfert thermique de l'eau, tu peux déduire à quelle vitesse fond le glaçon, donc le débit d'eau fournit par le glaçon.

Fonction du débit d'eau et de la vitesse de glissement, tu peux simplement déduire l'épaisseur de l'interface d'eau qui apparait entre les deux.

Connaissant la viscosité de l'eau, tu peux déduire la force de rappel du au déplacement du glaçon sur la planche en fonction de la vitesse, donc tu trouves la vitesse asymptotique du glaçon, donc ton problème est résolu.

Cordialement

[invite4b1097c3]

Merci de ta réponse.
Le truc ici c'est que j'ai déjà imbibé ma planche d'eau, et fais passer le glaçon plusieurs fois pour être sur qu'il soit lisse (sortit du congélateur il est rugeux, et donc frotte comme un solide).
Du coup penses-tu que l'on puisse considérer que le glaçon glisse sur sa propre eau, plutôt que sur celle déjà présente ?

[obi76]

Alors là c'est plus complexe. il faut voir la transmission de chaleur pouvant être dissipée par l'eau entre les 2 pour savoir si oui ou non le glaçon fond. mais ce que je ne comprend pas, c'est que ce soit l'eau fondue du glaçon ou l'eau déjà présente, la viscosité de l'eau variant très peu entre 0 et 20° (à la louche), je ne vois pas pourquoi faire une différence entre les deux...

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite4b1097c3]

Oui, tu a raison il n'y a pas besoin de faire la différence entre les deux ^^
Merci beaucoup, je vais tester ça en expérience et voir si ça concorde.