Aide au TPE « Résistance offerte par un fluide sur un solide » de M Irwin et P Lambert

Prof. Chaurand 3 novembre 2004
Résumé J’ai regroupé ici quelques pistes de recherche & quelques explications, qui s’ajoutent à ce qui vous avez déjà. Il reste peu de temps, alors attention à bien sélectionner ce qui vous semble pertinent ! Vous pourrez compter plus d’une demi-douzaine d’orientations possibles pour votre TPE — une demi-douzaine de TPE à faire, il va falloir choisir. En cas de difficultés, en plus des explications lors des séances, vous pouvez utiliser le forum sur mon site (homepage.mac.com/chaurand).

Table des matières
1 Expériences possibles 1.1 1.2 2 Étude des chutes ralenties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Existence de deux régimes d’écoulements . . . . . . . . . . . 2 2 7 10 10 10 11 12 12 12 14

Compléments théoriques 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 Régime laminaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Régime turbulent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Viscosité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nombre de Reynolds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Forces exercées par un fluide en mouvement . . . . . . . . . Définition du Cx . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Écoulement autour d’un cylindre . . . . . . . . . . . . . . . .

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1 Expériences possibles
1.1 Étude des chutes ralenties

C’est l’étude du mouvement des corps de masse m lorsqu’ils sont soumis à leur poids P = mg et à une force de frottement fluide F. L’accélération a de ces corps sera donnée par, conformément à la seconde loi de Newton qui sera vue dans la partie 4 du cours de Physique : a= P+F m

Expérience 1 Étude qualitative de la chute ralentie, lorsqu’il y a frottements visqueux ; comparaison avec la chute libre. Matériel
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Un tube de Newton avec divers objets + pompe à vide

F. 1 – Tube de Newton. Commencer par observer la chute d’un corps dans un tube de Newton (figure 1).