ACTIVITÉ EXPÉRIMENTALE
1 Chute d'une goutte et principe d'inertie
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?
Doc. 1 Enoncé du principe d'inertie
Si les forces qui s'exercent sur un corps se compensent,
soit ce corps est immobile, soit il a un mouvement rec-
tiligne uniforme.
Doc. 2 Matériel nécessaire
Compétences
✓ANA: Elaborer un
protocole
✓REA: Effectuer des
mesures
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).
Synthèse de l'activité
Une éprouvette gradule
remplie d'huile alimentaire :
LLS.fr/PC2P236
Une solution de permanganate
de potassium;
Une pipette pasteur
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l'application Motion Shot our
LLS.fr/PC2MotionShot
Données
Volume d'une goutte: V-0,050 mL;
-Masse volumique de l'huile: p(huile)-920 kg m³;
-Masse volumique du permanganate de potassium:
p(permanganate)-1010 kg m¹:
Intensité de la pesanteur sur Terre : 9-9,81 ms (ou N kg").
Point d'application
Centre de gravité
Doc. 3 La poussée d'Archimede
La poussée d'Archimède est la force que subit un objet
plongé dans un fluide. Pour une goutte immergée, la
poussée d'Archimède notée II est caractérisée de la
façon suivante :
60
Direction
Verticale
C'est le fait
the
Par intuition
L'étude de cette chute
permet-elle d'accéder
à la valeur des forces.
de frottements?
Son intensité s'exprime par la relation II = p. V. g.
avec:
وهو على كل
-p la masse volumique du fluide en kg m");
- V le volume de la goutte en m';
- gl'intensité de la pesanteur terrestre en N-kg"'.
Sens
Vers le haut
1. Doc. 1 Point maths Enoncer la contraposée du principe d'inertie.
on on comper resiste
qu
2. Doc. 2 Proposer et mettre en oeuvre 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.
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.
Donner la relation qui existe entre toutes les forces s'exerçant sur la goutte en précisant
les conditions pour que cette relation soit valable.