TP N°7-PROF : ETUDE DE LA CHUTE D'UNE BILLE DANS UN LIQUIDE 1) Résolution de l'équation différentielle du mouvement par la méthode d'Euler : a
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la bille quitte l'interface air-liquide vaisselle a) Le graphe v = f(t) présente deux régimes dans le mouvement de la bille: d'abord un régime transitoire puis un
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verticale sans vitesse initiale d'une bille dans des liquides plus ou moins visqueux Le mouvement évolue vers un régime permanent où la vitesse atteint une
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Rq : La bille étant totalement immergée dans le fluide eau, les volumes qui apparaissent dans l'expression de la poussée d'Archimède et dans l'expression du
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27 fév 2016 · B Chute dans un liquide visqueux : mesure d'un coefficient de viscosité exerce sur la bille quand celle-ci est en mouvement à la vitesse v :
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deuxième partie, théorique, utilise une méthode numérique pour simuler le mouvement de chute d'une bille dans ce liquide 1 Mesure de la viscosité η de la
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Le choix des masses volumiques des billes est tel que le mouvement présente deux Pret pe: masses volumiques de la bille et du liquide (ou fluide) (kg m)
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Objectifs Reconnaître la nature du mouvement d'une bille dans du liquide vaisselle Calculer une vitesse moyenne Principe Une bille de verre tombe dans du
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Classe de TS TP N°7
Physique
Prof 1TP N°7-PROF :
ETUDE DE LA CHUTE D"UNE BILLE DANS UN LIQUIDE.
RESOLUTION DE L"EQUATION DIFFERENTIELLE PAR UNE
METHODE ITERATIVE
I Acquisition de la chute de la bille :
1) Manipulation :
Vidéo : voir dossier vidéo méca chute bille eau+glycérinePour calculer et afficher la courbe v
exp=f(t) :Au début, la vitesse augmente pratiquement proportionnellement au temps et assez rapidement ; puis à
partir du milieu de l"acquisition, l"augmentation fléchit jusqu"à ce que la vitesse atteigne une valeur
limite.II Modélisation de la chute de la bille :
1) Résolution de l"équation différentielle du mouvement par la méthode d"Euler :
a. A propos de l"équation différentielle :Référentiel : le sol sur lequel est posé l"éprouvette. Système : la bille. Bilan des forces : Poids, poussé
d"Archimède et force de frottement fluide. Û+P+=´=´=SfPdt vdmamFG G zzvkgVgmfPdt dvm´-´´-´=-P-=´"r Alors gVmvkdt dvm´´-+´-=´)"(r Donc bvamVgvmk dtdv+´=) ((-+´-="1 r On a donc : a = - m k et b = ) ((-mVg "1r On sait que l"on atteint la vitesse limite lorsque dv/dt = 0 donc quand : bva+´=lim0 D"où on peut écrire que a = limvb- Or k = - m×a donc k = limvbmClasse de TS TP N°7
Physique
Prof 2 Si on choisit tdsuffisamment petit, on peut écrire : bavtv+=d d et tbavvdd´+=)(Donc v(t +
td) = v(t) + δv = v(t) + (a×v(t) + b)× td b. Mesure des paramètres nécessaires à la résolution : Masse de la bille : m = 5.72 g Rayon de la bille : r = 0.815 cm et V = 4/3pr3 = 2.27*10-6 m3 = 2.27*10-3 L Masse volumique du liquide :On prend une éprouvette graduée, on la pose sur une balance. On tare la balance puis on verse 50 mL du
liquide dont on doit déterminer la masse volumique. On relève la masse obtenue puis on effectue le
calcul :LgcmgV
mliq/1180/18.15001.59"3====r
Calcul de b : b = ) -mVg"1r = 9.81×))72.510*27.2*11801
3 = 5.22On trouve la valeur de la vitesse limite sur le graphique vexp=f(t) : vlim = 40 cm/s et donc on calcul :
a = 05.1340.022.5 lim -=-=-vb c. Résolution proprement dite avec Généris : Ces calculs ont été faits avec les valeurs suivantes : a = - 14.8 ; b = 6.36 et td= 0.02