Test amusant de natation en piscine

[invite2c6a0bae]

Bonjour,

Voila un petit test de physique d'été ...

Prenez 2 piscines...

Dans la premiere, mettez de l'eau, dans l'autre, du sirop afin d'obtenir une viscosité double à la premiere piscine.

Affublez d'un maillot de bain votre petit frere (ou soeur), votre cousine, ou votre enfant et chronometrez le dans chaque piscine pour obtenir sa vitesse de nage

Quels résultats obtiendrez-vous ?

J'en connais qui vont faire l'expérience

(on néglige la fatigue, ou tout autre élément pervert de ce genre...)

Pour la petite histoire, on a posé a Newton la question. je vous donnerai sa réponse en temps voulu, ainsi que la source de ce test...

Bonne réflexion
-----

[invite19431173]

J'ai voté pour une vitesse dans le sirop supérieure à celle dans l'eau.

En effet, quand on nage, les frottements sont nos amis, puisque c'est grace à eux qu'on avance. Il y a les frottements aussi qui nous retiennent et qui augmentent, mais je pense qu'ils augmentent moins vite que ceux qui nous font progresser, puisque ces derniers avaient déjà le dessus dans l'eau...

Par contre, si on extrapole et que l'on se place dans un milieu très visqueux, j'avoue que la vitesse des mouvements va diminuer... J'ai pas voté un peu trop vite moi ?

[zoup1]

Bon, on est de toute façon à haut nombre de Reynolds donc les effets visqueux sont à priori négligeables. Donc la première intention est de dire que la vitesse est la même dans le sirop et dans l'eau. La seule chose qui soit importante c'est a priori la densité du fluide.

Bon alors maintenant évidemment il y a sans doute des effets pervers. Mais puisque l'on a dit qu'on n'essayait pas de les prendre en compte. Je m'arrête là.

[invite5571df47]

Vu l'énoncé je pense que le paramètre important est la viscosité du milieu.
Je pense que la vitesse sera plus grande dans la piscine eau+sirop, car même si la viscosité est supérieure, une fois que mon frère va se mettre à nager la viscosité risque de chuter fortement et passer en desous de celle de la piscine d'eau.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Chip]

En général on dit qu'en première approximation* ça ne doit pas jouer, le ralentissement des mouvements étant compensé par une meilleure efficacité de propulsion. Mais bon...

* c'est à dire pour une piscine eau+sirop sans trop de sirop!

[curieuxdenature]

Je pense que si on jette une pomme dans l'eau sucrée, elle tombera moins vite au fond, donc un nageur y progressera moins vite.
De plus, connaissant mon p'tit frère, il est tellement gueux qu'il s'arretera sûrement pour boire un coup

[invite440f64b5]

je pense que l'on va plus vite dans le sirop car les appuis sont plus solides je dirais, mais le problème vient du fait que l'on néglige la fatigue: ça doit être crevant de nager dans du sirop

je pense que la dimension physique(dans le sens muscle) n'est pas négligeable

edit:

Je pense que si on jette une pomme dans l'eau sucrée, elle tombera moins vite au fond, donc un nageur y progressera moins vite.

une pomme tombe plus vite dans l'air que dans l'eau et pourtant je nage plus vite dans l'eau que dans l'air

[invite0e4ceef6]

pour moi sirop = bien gluant, donc pas de photo, il y a moins d'ecoulement et la force necessaire pour faire avancer un corps dans une masse gluante doit-etre a vue de pif proportionelle à la viscosité... mais d'un autre coté, si on ne bouge pas, on doit flotter plus facilement...
d'ailleur les animeaux pris dans le goudron le savent très bien, idem pour la boue.. et les mouches prodigue une force considérable car parait-il l'air est proportionellement a leur taille extrement visqueux(mais pas sur )

[invite6687cb56]

Et est-ce que l'inertie joue un role dans la vitesse de nage ?
Je dirais que les vitesses sont les mêmes pour les deux.

[invite9ebfbcf5]

Si la résistance à l'avancement est proportionnelle à la vitesse, sachant que les battements des bras dans l'eau (propulseurs) ont une vitesse supérieure au reste du corps (ralentisseurs), en augmentant la viscosité on augmenterait la vitesse ?
Non, j'y crois pas trop à mon truc : je vote plus vite dans l'eau !

[invite765732342432]

Un nageur n'étant pas immergé complètement, les frottements nageur/air ne changent pas entre les 2 piscines.
Par contre le nageur prend entièrement ses appuis dans le liquide...

Donc, a priori, je dirai qu'il va plus vite dans le sirop...

Et s'il nageait sous l'eau, il irait à la même vitesse. (enfin, je crois)

[inviteca6ab349]

si mes souvenirs sont bons, a haut reynolds, la force visqueuse est en etha*v.

Je diais donc que Fpoussée augmente plus que Ftrainée (v_membres > v_corps) et donc qu'on va plus vite dans le sirop

j'aurais du reflechier AVANT de voter la meme vitesse...

Par contre, si on considere qu'on peut toujours fournir la meme puissance, je dirais moins vite dans le sirop (plus de trainée)......

[zoup1]

Tes souvenirs ne sont pas terribles...
A haut nombre de Reynolds la viscoté est négligeable et la force trainée est largement indépendante de la viscosité. Elle est d'origine inertielle. Elle est simplement proportionnelle à la masse volumique et au carré de la vitesse (avec un facteur de forme - le Cx)
C'est à bas nombre de Reynolds que la force de trainée est d'origine visqueuse et qu'elle est proportionnelle à la viscosité et à la taille de l'objet et à la vitesse (avec un facteur de forme bien évidemment aussi).

[invite0e4ceef6]

et..... finalement le gagnant est ........???

[zoup1]

si mes souvenirs sont bons, a haut reynolds, la force visqueuse est en etha*v.

Je diais donc que Fpoussée augmente plus que Ftrainée (v_membres > v_corps) et donc qu'on va plus vite dans le sirop

j'aurais du reflechier AVANT de voter la meme vitesse...

Par contre, si on considere qu'on peut toujours fournir la meme puissance, je dirais moins vite dans le sirop (plus de trainée)......

Je pense que c'est exactement en cela que ce problème est interessant.
Je pense que l'on peut trouver pour chacun des cas de figures proposés de bons arguements pour les défendre.
Seule l'expérience pourras nous départager...

[zoup1]

pour moi sirop = bien gluant, donc pas de photo, il y a moins d'ecoulement et la force necessaire pour faire avancer un corps dans une masse gluante doit-etre a vue de pif proportionelle à la viscosité... mais d'un autre coté, si on ne bouge pas, on doit flotter plus facilement...

Dans le problème posé, le sirop n'est pas si gluant que cela, il y a seulement un facteur 2 dans la viscosité, ce qui n'est pas énorme.

d'ailleurs les animeaux pris dans le goudron le savent très bien, idem pour la boue.. et les mouches prodigue une force considérable car parait-il l'air est proportionellement a leur taille extrement visqueux(mais pas sur )

Si tu calculs le nombre de Reynolds pour une mouche, tu verras qu'il n'est pas aussi grand que dans le cas d'un nageur dans l'eau. D'ailleurs étonnemment, la viscosité cinématique (celle qui intervient dans le nombre de Reynolds) de l'air est plus grand que la viscosité cinématique de l'eau (facteur 10 . C'est le contraire pour la viscosité dynamique (facteur 1/100)

[merou]

Moi je dirais que cela dépend aussi des maillots ! et j'ai essayé cela plusieurs fois un maillot qui est lourd et rugueux freine un peu et un maillot leger et hydrodynamique aide beaucoup à progresser et tout nu c'est beaucoup mieux je me sentais comme un dauphin mais attention pas après une séance d'amour car on est fatigué après cela

[invite2c6a0bae]

Ne vous inquitez pas, la reponse va arriver... j'attend encore un peu

Oui, zoup1, j'ai des resultats expérimentaux... Donc, on tranchera

[invited2098025]

J'ai voté pour le sirop. D'après moi la présence de meilleurs appuis compense largement des frottements plus importants. Mais ce n'est qu'une conviction, rien de bien scientifique...

[invite7cbd58ed]

Bah pour moi la viscosité du sirop est plus proche de 1 que celle de l'eau... Néanmoins on dois nager plus vite et plus facilement avec du sirop je dirais...

[invite2c6a0bae]

Bah pour moi la viscosité du sirop est plus proche de 1 que celle de l'eau... Néanmoins on dois nager plus vite et plus facilement avec du sirop je dirais...

J'ai bien idiqué que la viscosité de la piscine au sirop est double de celle qui contient de l'eau ...

Il n'y a pas d'ambiguité, ce qui est important c'est la viscosité relative ...

les resultats sont interessants ... au vu de ce qu'avait annoncé Newton et de la verif ...

je pense conclure le sujet certainement demain ... , il y a deja eu quelques participations...

En attandant, je maintient le suspens

[invite7cbd58ed]

mdr désolé, je suis un homme préssé, j'ai pas fait attention. (honte à moi)

Je m'y connais vraiment pas beaucoup en physique alors je ne risquerais pas de dire n'importe quoi

Vivement demain pour voir ce que tu nous réserves.

[invite2c6a0bae]

la reponse :

Christian Huygens et Isaac Newton etait opposés surla question
newton pensait que la vitesse etait influencé par la viscosité du fluide

l'université du minessota a fait l'expérience:

16 nageurs (differentes nages) ont été chronometré :

il n'y a eu que 4% d'ecart
on peut donc dire que v(eau)=v(sirop)
le mouvement est plus difficile dans le sirop, mais on a plus "d'appuie". les deux effets s'equilibrent...

bravo à 1/3 d'entre vous (360no2, astrogene, Chip, Eliès, Ithilian_bzh, ixi, Meumeul, nicolasm03, robert et ses amis, SBa, Tofu, zoup1).

44% pensaient que la friction n'etait pas si importante que cela.

22% imaginait un ralentissement des nageurs (friction importante).

Bravo aussi a vous, les 2/3 pour votre particiption

ciao


source : la recherche p 98 n°380 (nov 2004)

[invite0e4ceef6]

4% d'ecart vers ou.. peux pas y avoir de math nul,4% c'est la différence entre une médaille d'or et celle d'agrent au jeux... donc faut-il sucrer sont couloir de nage avant de plonger ou pas??

il n'esmpèche que le taux de chlore par contr lui est cérifié dans les piscine pour sont effet fluidificateur de l'eau... enfin vérifié pour les grande competition, pour eviter que les records ne tombent trop facilement..

[invite2c6a0bae]

je ne sais pas vers où, sinon, je l'aurais précisé. De plus, le protocoledoit certainement expliquer ces 4 %


Et répetons le, c'est pour une viscosité double.

Pour une piscine de 25 m , il a fallu ajouter 300Kg de gomme guar !!! , et puis ca va se repartir pour tout le monde, je vois pas comment tu vas devenir champion olympique avec ton sucre

[invite2c6a0bae]

je me permets d'actulaiser le topic avec cette news :
ces travaux ont recu un Ig nobel ...

En chimie, le Ig Nobel revient à Edward Cussler et Brian Gettelfinger, de l’Université du Minnesota, qui ont fait nagé des volontaires dans une piscine sirupeuse afin de avoir si l’homme nageait plus vite dans l’eau ou dans le sirop. Réponse : dans le sirop.

[livre]

et voici un lien où il est possible d'accéder à la publication