ACTIVITÉ EXPÉRIMENTALE
1 Chute d’une goutte et principe d’inertie
1
Doc. 1 Énoncé du principe d’inertie
Doc. 1
Si les forces qui s’exercent sur un corps se compensent, soit ce corps est immobile, soit il a un mouvement rectiligne uniforme.
Doc. 3 La poussée d’Archimède
Doc. 3
La poussée d’Archimède est la force que subit un objet plongé dans un fluide. Pour une goutte immergée, la poussée d’Archimède notée est caractérisée de la façon suivante :
| Point d'application | Direction | Sens |
| Centre de gravité | Verticale | Vers le haut |
Son intensité s’exprime par la relation , avec :
- la masse volumique du fluide en kg·m‑3 ;
- le volume de la goutte en m3 ;
- l’intensité de la pesanteur terrestre en N·kg-1.
Synthèse de l'activité
Par intuition
L’étude de cette chute permet-elle d’accéder à la valeur des forces de frottements ?Point maths
Le principe d’inertie est une implication du type : si A alors B. On appelle alors contraposée l’implication : si
non(B) alors non(A).
Une goutte de permanganate de potassium qui tombe dans l’huile est soumise aux forces suivantes : son poids et une force exercée par l’huile sur la goutte. Cette force se compose elle-même de la poussée d’Archimède (doc. 3) et d’une force de frottements.
➜ Quelle relation existe-t-il entre ces forces lors de la chute de la goutte ?
Compétences
✔ ANA : Élaborer un protocole
✔ RÉA : Effectuer des mesures
✔ RÉA : Effectuer des mesures
Données
- Volume d’une goutte : 0,050 mL ;
- Masse volumique de l’huile : (huile) 920 kgm-3 ;
- Masse volumique du permanganate de potassium : (permanganate) 1 010 kgm-3 ;
- Intensité de la pesanteur sur Terre : 9,81 ms-2 (ou N·kg‑1).
Questions
Point maths
2. Doc. 2 Proposer et mettre en œuvre un protocole permettant de visualiser le mouvement de la goutte de permanganate dans l’huile à l’aide d’une chronophotographie.
3. En utilisant la méthode de son choix (logiciel de traitement d’image, téléphone portable avec une application de mesures), utiliser la chronophotographie pour caractériser le mouvement de la goutte.
4. Calculer la valeur du poids et de la poussée d’Archimède.
5. Utiliser le principe d’inertie pour en déduire la valeur de la force de frottements.
Doc. 2 Matériel nécessaire
Doc. 2
- Une éprouvette graduée remplie d’huile alimentaire ;
- Une solution de permanganate de potassium ;
- Une pipette pasteur ;
- L’application Motion Shot à télécharger.
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