Exo physique TS: première loi de Newton
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Exo physique TS: première loi de Newton



  1. #1
    invite4bfe0117

    Exo physique TS: première loi de Newton


    ------

    Bonjour pouvez-vous m'aider à résoudre cet exo de physique s'il vous plaît?

    Voici l'énoncé:
    Une goutte d'eau( de rayon r=0.5mm et de masse m=5.2x10^(-7)kg) tombe dans l'air sans vitesse initiale à partir d'un point O choisi comme origine d'un axe (Ox) vertical dirigé vers le bas.

    1.Faites un schéma de la situation.
    2.Après avoir précisé le référentiel et le système d'étude, faites un bilan des forces s'exerçant sur la goutte d'eau.

    3.Etude de la poussée d'Archimède.
    "Tout corps plongé dans un fluide subit une poussée verticale dirigée de bas en haut, égale au poids du fluide déplacé".
    a)Quel est le fluide déplacé par la goutte spérique ? Déterminez le "volume du fluide déplacé".
    b)Quels sont la masse, puis le poids du volume de fluide déplacé par la goutte? Déduisez-en la valeur de la poussée d'Archimède.
    c)Comparez la valeur de la poussée d'Archimède à celle du poids. Quelle conclusion pouvez-vous en tirer ?

    4.La force de frottements
    La valeur de la force de frottements est proportionnelle à la vitesse f=kv avec k=1.7x10^(-7)kg/s, de même direction et de sens contraire.
    a) Calculer f lorsque la vitesse de la goutte vaut 10m/s
    b) Comparer f a la valeur du poids.
    c) faites la somme vectorielle des différentes forces s'appliquant sur la goutte d'eau et déduisez-en la nature du mouvement de la goutte.

    Voici ce que j'ai trouvé:
    2.Référentiel galiléen. Le système est la goutte d'eau. La force qui s'exerce est le poids.
    3.a)Le fluide est l'air.
    Le volume du fluide=volume goutte car la masse volumique de l'air est négligeable face à celle de l'eau.
    Donc, v=m/=5.2x10^(-7)/1000=5.2x10^(-10) m3

    4.a) f=kv=1.7x10^(-7)x10=1.7x10^(-6)N
    b)P=mg=5.1x10^(-6)N

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  2. #2
    invited9b9018b

    Re : Exo physique TS: première loi de Newton

    Bonsoir,

    2) "Référentiel galiléen" : oui mais lequel ?.
    D'autre part, d'après les questions suivantes, je pense que tu peux compléter ton bilan des forces (càd mentionner la poussée d'Archimède, puis les frottements lorsque la goutte chute).

    3)
    a) Oui. C'est l'air. Je suis d'accord pour le volume. (bien que j'aurais plutôt écrit )
    b) Tu peux facilement trouver la masse d'air déplacé à partir du volume de la goutte et de la masse volumique de l'air (1.3 kg.m-3 dans les CNTP - ça doit faire partie de tes données ?). Et en en déduire le poids d'air déplacé (càd la poussée d'Archimède).
    Tu peux ensuite comparer cette valeur au poids de la goutte.
    c) Effectivement cette poussée est négligeable. Mais il faut tout de même le montrer par le calcul en répondant aux questions précédentes.

    4)
    a) OK
    b) OK pour le poids, maintenant à toi de faire la comparaison
    c) Le poids est vertical, dirigé vers le bas. La poussée d'Archimède est l'opposée du poids de fluide déplacé par la goutte, tu peux en déduire son support et son sens.
    La force de frottements s'oppose au mouvement. Tu peux aussi en déduire son support et son sens.
    Tu verras alors que toutes les forces, et tous les mouvements ne se faisant le long que d'un seul axe, les vecteurs sont inutiles pour résoudre ce genre de problème.

    A+,

  3. #3
    invite4bfe0117

    Re : Exo physique TS: première loi de Newton

    Pour la 4c) P=5.1x10^(-6)N Poussée d'Archimède=-6.7x10^(-9)N et f=1.7x10^(-6)N soit la somme vectorielle=5.1x10^(-6)-6.7x10^(-9)-1.7x10^(-6)=3.4x10^(-6) ?
    Donc le mouvement de la goutte est rectiligne non-uniforme et décéléré ?

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