Le mouvement de chute amorti
par des frottements fluides en r�gime turbulent
Le but de la manipulation
:
V�rifier une hypoth�se en ajustant les points exp�rimentaux aux r�sultats de la r�solution
num�rique d'une �quation diff�rentielle
dont la solution analytique n'est g�n�ralement pas accessible � un �l�ve de TS.
Le probl�me
:
Obtenir sur un m�me enregistrement
la phase transitoire du mouvement et la vitesse limite.
La solution retenue :
Apr�s des
essais infructueux , le probl�me a �t� r�solu par l'utilisation d'un objet de
taille suffisante pour �tre visualis� facilement,
de masse ajustable � la pouss�e d'Archim�de subie, ce qui permet d'utiliser l'eau comme
fluide.
L'objet est un flotteur utilis� par les p�cheurs � la ligne.
Il est lest� de fa�on � ce que son poids soit juste sup�rieur
� la pouss�e d'Archim�de pour qu'il coule.Le lest est constitu� de � plombs de p�che � ou de fil de soudure,
article courant dans les laboratoires
Le r�cipient est constitu� par un cylindre
d'environ 10 cm de diam�tre
et de 1 m de hauteur
en PVC transparent
au fond duquel est coll� un carr� de PVC
permettant d'obtenir l'�tanch�it�.Un � panier perc� � reli� � un fil
permet de r�cup�rer le bouchon apr�s chaque essai.
La masse du bouchon lest� est obtenue
par pes�e sur une balance � 0.01g pr�s.La pouss�e d'Archim�de est calcul�e � partir de la � variation de masse �
d'une �prouvette contenant de l'eau
dans laquelle on plonge enti�rement le bouchon lest�.La compr�hension de cette mesure
est un bel exemple de bilan de forces agissant sur un syst�me.L'enregistrement du mouvement est effectu� gr�ce � une webcam � raison de 5 images par seconde.
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