Le mouvement de chute amorti 
par des frottements fluides en régime turbulent

Le but de la manipulation : 
Vérifier une hypothèse en ajustant les points expérimentaux aux résultats de la résolution numérique d'une équation différentielle 
dont la solution analytique n'est généralement pas accessible à un élève de TS.

Le problème :
Obtenir sur un même enregistrement la phase transitoire du mouvement et la vitesse limite.

La solution retenue :

Après des essais infructueux , le problème a été résolu par l'utilisation d'un objet de taille suffisante pour être visualisé facilement, 
de masse ajustable à la poussée d'Archimède subie, ce qui permet d'utiliser l'eau comme fluide.

	L'objet est un flotteur utilisé par les pêcheurs à la ligne. Il est lesté de façon à ce que son poids soit juste supérieur  à la poussée d'Archimède pour qu'il coule. Le lest est constitué de « plombs de pêche » ou de fil de soudure,  article courant dans les laboratoires Voir le dispositif expérimental
	Le récipient est constitué par un cylindre  d'environ 10 cm de diamètre  et de 1 m de hauteur  en PVC transparent  au fond duquel est collé un carré de PVC  permettant d'obtenir l'étanchéité. Un « panier percé » relié à un fil  permet de récupérer le bouchon après chaque essai.
	La masse du bouchon lesté est obtenue  par pesée sur une balance à 0.01g près. La poussée d'Archimède est calculée à partir de la « variation de masse »  d'une éprouvette contenant de l'eau  dans laquelle on plonge entièrement le bouchon lesté. La compréhension de cette mesure  est un bel exemple de bilan de forces agissant sur un système.

L'enregistrement du mouvement est effectué grâce à une webcam à raison de 5 images par seconde. 

Suite

   Terminale S                  programmes du lycée                      Page d'accueil