PHYSIQUE

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But : modéliser la chute verticale d'un solide dans un fluide (air, eau, huile... )

1- Les forces intervenant
1-1 Le poids rce de pesanteur ou poids. Le poids est une force à distance répartie dans tout le volume du corps. Les caractéristiques du poids sont : - sa direction : la verticale du lieu - son sens : vers la Terre - son point d'application : G, le centre de gravité du corps, confondu avec son centre d'inertie - sa valeur : P, exprimée en newton (N). P = mg = (g = 9,81 N/kg , ou m.s-2), et V volume du corps. corps P

V.g , avec g champ de pesanteur.

1-2 La poussée d'Archimède Par définition, la poussée d'Archimède est la résultante des forces de pression qui s'exercent sur les éléments de surface d'un solide immergé dans un fluide lorsque le solide et le fluide sont simultanément au repos. Les caractéristiques de la poussée d'Archimède P (ou a - sa direction : la verticale du lieu;; - son sens : du bas vers le haut;; - son point d'application : le centre d'inertie du fluide déplacé ;; - sa valeur : exprimée en newton (N). fluide ) sont:

P a
G Pa = fluide Vg

: masse volumique du fluide déplacé (kg.m-3)

V volume du fluide déplacé (m3) g intensité de la pesanteur.

1-3 La force de frottement fluide Les caractéristiques de la force de frottement f sont: - sa direction : celle du mouvement;;

f
G

chap10 Chute verticale Chute verticale

CHAPITRE
G

PHYSIQUE
- son sens : opposé au vecteur vitesse;; - son point d'application : le centre d'inertie du corps;; - sa valeur : exprimée en newton (N). La force de frottement fluide dépend de plusieurs facteurs:

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état de surface du solide la viscosité du fluide la vitesse du centre d'inertie G du solide par rapport au fluide. Pour les vitesses « faibles », f est proportionnelle à V et dépend de la viscosité du fluide: f = k .V avec k constante dépendant de la viscosité, (k en N.m-1.s ou kg.s-1)

Pour les vitesses « plus élevées», f est