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physique


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Bonjour, j'ai réussi certaines questions mais je bloque sur d'autres : pouvez-vous me corriger et m'aider ?

Merci d'avance

 

On étudie le mouvement d’une goutte d’eau de masse m en chute verticale dans l’air, en l’absence de tout vent. À l’instant initial, la goutte de pluie a une vitesse nulle. L’intensité de la pesanteur est notée g. La courbe représentant l’évolution de la valeur de la vitesse (en m.s–1) au cours du temps (en seconde) est donnée ci-dessous : (voir image)

1. Dans quel référentiel étudie-t-on la chute de la goutte d’eau ?

2. La trajectoire de la goutte d’eau est-elle rectiligne ou curviligne ?

3. Quelle est l’évolution de la vitesse entre l’instant initial et le temps t = 20 s ? Décrire le mouvement de la goutte de pluie.

4. Que peut-on dire de la valeur de cette vitesse à partir de t = 20 s ? Quelle est sa valeur ? Décrire le mouvement de la goutte de pluie.

5. Rappeler le principe d’inertie.

6. Lorsque le mouvement de la goutte d’eau est rectiligne et uniforme, que peut-on dire sur les forces qui s’exercent sur la goutte d’eau ?

7. Donner les caractéristiques du poids de la goutte d’eau. Ne pas faire de calculs dans cette question.

8. La Poussée d’Archimède exercée par l’air sur la goutte de pluie est constante pendant tout le mouvement. Lorsque le mouvement de la goutte d’eau est rectiligne et uniforme, une 3e force compense le poids ; déduire des questions 6 et 7 les caractéristiques de cette force. Comment s’appelle cette force ? 

9. Calculer les valeurs du poids et de la poussée d’Archimède qui s’exercent sur la goutte. Comparer ces 2 forces.

10. Représenter la gouttelette d’eau par un cercle puis dessiner, en utilisant comme échelle 1 cm pour 10–6 N, les forces qui s’exercent sur la goutte au-delà de t = 20 s.

 

Données : Masse de la goutte d’eau : meau= 5,0.10–7 kg

Rayon de la goutte : 0,50 mm

Masse volumique de l’air : 1,2 kg.m–3

Masse volumique : p=m/V

g = 9,8 N.kg−1

 

 

Voici mes réponses :

1 Référentiel terrestre

2 Curviligne

3 elle augmente, elle passe de 0m.s-1 à 30m.s-1 : du temps initial à t=10 c'est un mouvement curviligne et la vitesse augmente ; ensuite la vitesse est la même et le mouvement devient rectiligne et uniforme 

5 le principe d'inertie est ''tout corps persévère en son état de repos ou de mouvement rectiligne et uniforme si les forces s'exercent sur lui se compensent''

6 rectiligne uniforme : son poids attire la goutte vers le sol (attraction de la terre) ; il y a aussi l'air qui a un effet contraire à l'attraction terrestre

7 caractéristiques d'un poids : masse*pesanteur (gravité)

9  6.1*10-9N

Je bloque sur les questions 4,8 et 10

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  • E-Bahut

On étudie le mouvement d’une goutte d’eau de masse m en chute verticale dans l’air, en l’absence de tout vent. À l’instant initial, la goutte de pluie a une vitesse nulle. L’intensité de la pesanteur est notée g. La courbe représentant l’évolution de la valeur de la vitesse (en m.s–1) au cours du temps (en seconde) est donnée ci-dessous : (voir image)

1. Dans quel référentiel étudie-t-on la chute de la goutte d’eau ?

————————

Référentiel terrestre

————————

2. La trajectoire de la goutte d’eau est-elle rectiligne ou curviligne ?

————————

Trajectoire verticale rectiligne 

————————

3. Quelle est l’évolution de la vitesse entre l’instant initial et le temps t = 20 s ? Décrire le mouvement de la goutte de pluie.

————————

Au départ mouvement rectiligne uniformément accéléré don l’accélération décroît au cours du temps pour devenir nulle vers 20 s le mouvement devenant alors uniforme.

————————

4. Que peut-on dire de la valeur de cette vitesse à partir de t = 20 s ? Quelle est sa valeur ? Décrire le mouvement de la goutte de pluie.

————————

Vitesse constante 32 m/s mouvement rectiligne uniforme

————————

5. Rappeler le principe d’inertie.

————————

« Lorsqu’un corps est soumis à des forces qui se compensent ou à aucune force, alors il est soit au repos soit animé d’un mouvement rectiligne uniforme. »

————————

6. Lorsque le mouvement de la goutte d’eau est rectiligne et uniforme, que peut-on dire sur les forces qui s’exercent sur la goutte d’eau ?

————————

La somme des forces qui s’exercent sur la goute d’eau est nulle

————————

7. Donner les caractéristiques du poids de la goutte d’eau. Ne pas faire de calculs dans cette question.

————————

P=-m*g=rho(eau)*Vgoutte*g

————————

8. La Poussée d’Archimède exercée par l’air sur la goutte de pluie est constante pendant tout le mouvement. Lorsque le mouvement de la goutte d’eau est rectiligne et uniforme, une 3e force compense le poids ; déduire des questions 6 et 7 les caractéristiques de cette force. Comment s’appelle cette force ? 

————————

Force F de frottement de la goutte sur l’air  

————————

9. Calculer les valeurs du poids et de la poussée d’Archimède qui s’exercent sur la goutte. Comparer ces 2 forces.

————————

P=-m*g=-rho(eau)*Vgoutte*g=-1000*(4/3)*π*(0.5*10^(-3))^3*9.81=-5.14*10^(-6) N

P(archimède)=-rho(air)*Vgoutte*g =1.2*(4/3)*π*(0.5*10^(-3)= 6.168*10^(-9) N

==>|P/P(archimède)|=rho(eau)/rho(air)=1000/1.2=833

————————

10. Représenter la gouttelette d’eau par un cercle puis dessiner, en utilisant comme échelle 1 cm pour 10–6 N, les forces qui s’exercent sur la goutte au-delà de t = 20 s.

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