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Enoncé des exercices du Chapitre 7
Chute d’un bille dans un fluide
Partie A : exercices sur la Poussée d’Archimède
exercice 1 :
On place un glaçon parallélépipédique de masse M = 200g et de hauteur H = 20 cm dans de l’eau salée
de masse volumique ρ
eau salée
= 1,027 g/mL. La masse volumique de la glace est ρ
glace
= 0,917 g/mL.
Le glaçon se trouvant à l’équilibre, calculer h, la hauteur émergée de celui-ci.
exercice.2 :
Un ballon météorologique a une masse de 5,00 kg lorsqu’il est vide et un rayon de 2,879 m quand il
est entièrement gonflé à l’hélium. Il porte une petite charge d’instruments de masse 10 kg, de volume
négligeable. On prend g = 9,81 m/s²
Sachant que l’air et l’hélium on respectivement des masses volumiques de 1,16 kg/m
3
et 0,160
kg/m
3
, le ballon peut-il décoller ?
Partie B : exercices sur la Chute d’une bille dans un fluide
exercice 1 : Goutte de pluie
1.
Une goutte d’eau supposée sphérique, de rayon r = 1 mm, tombe de la base d’un nuage situé à
1000 m au-dessus du sol. On suppose qu’à l’instant initial la vitesse de la goutte est nulle.
On prendra, comme origine des temps, l’instant où la goutte quitte la base du nuage, et, comme origine
de l’espace, l’endroit où la goutte quitte le nuage.
a) En supposant que seul le poids de la goutte s’exerce sur elle, établir la loi horaire de son
mouvement.
b) Calculer la valeur de la vitesse de la goutte lorsqu’elle atteint le sol ; cela vous paraît-il
acceptable ?
2.
En fait, la goutte arrive au sol avec une vitesse v = 10 m/s. Expliquer la différence entre cette
valeur et celle précédente. Comment appelle-t’on cette vitesse ?