PPE --- Aérodynamique... ?

Posté par _Estelle_ _Estelle_

Bonjour à tous,

Dans le cadre des PPE, j'étudie le mouvement de translation rectiligne d'une bouteille posée sur un tapis, sur une chaîne de convoyage.
Mon but est de trouver l'accélération limite du tapis à partir de laquelle la bouteille tombe.

Pour cela, dans un premier temps, comme le tapis et la bouteille sont relativement "petits", on néglige l'action de l'air, et après application du principe fondamental de la dynamique, on s'aperçoit que l'accélération ne dépend pas de la masse de la bouteille mais uniquement de la position de son centre de gravité.

Dans un deuxième temps, on réalise des tests sur le tapis lui-même.
Or on constate qu'à accélération donnée, la bouteille vide tombe et la bouteille entièrement pleine ne tombe pas. Pourtant, qu'elle soit vide ou entièrement pleine, le centre de gravité de la bouteille ne bouge pas. Donc la pratique ne colle pas à la pratique

En explication à ce problème, on peut penser que cela vient du fait que l'action de l'air sur la bouteille a été négligée... il faudrait donc tenir compte de la "résistance de l'air" au mouvement.

Cependant, je ne sais pas comment en tenir compte, justement. J'ai cherché du côté aérodynamique, et j'ai trouvé des "formules" qui me permettraient de calculer l'intensité de la résistance imposée par l'air (par exemple ici, en bas de page : ) mais il me manque le coefficient de traînée, si j'ai bien compris. Comment l'obtenir ? J'ai lu que le seul (?) moyen de le déterminer était expérimentalement, par une mesure dans une soufflerie

Qu'en pensez vous ?
L'explication de la résistance de l'air tient-elle debout ? Si oui, comment en tenir compte "théoriquement" ?

Merci

Estelle

Posté par _Estelle_ _Estelle_

UP

Estelle

Posté par disdrometre disdrometre

salut Estelle.

je pencherais sur les frottements tapis/ bouteille.



à vérifier !

Posté par _Estelle_ _Estelle_

Salut

Quand la bouteille est pleine, il y a plus de frottements que quand elle est vide ?

Estelle

Posté par disdrometre disdrometre


en fait  la force de frottement T est au plus égale à f||P||  ou f est coefficient qui dépend de la nature du tapis ( plastique, mousse ) et de la bouteille ( PVC, verre..)

P le poids étant différent si la bouteille est vide ou pleine.

si la force d'entrainement dû au tapis dépasse T, la bouteille tombe !

à vérifier !

Posté par _Estelle_ _Estelle_

Oui, on a vu les frottements en cours, l'équilibre statique, le basculement, etc.

Mais je ne savais pas que ça dépendait du poids ?!

Merci

Estelle

Posté par _Estelle_ _Estelle_

Un rapport avec ça : ?

Estelle

Posté par disdrometre disdrometre

oui,

tu as un tableau du f de mon post ici

Posté par _Estelle_ _Estelle_

J'ai bien compris pour ce f

Mais je ne vois pas du tout le rapport avec le poids, en fait...

Estelle

Posté par disdrometre disdrometre

faisons le bilan des forces

forces projetés la verticale y>0 vers le haut

-P+R=0  ( P=poids, R=réaction du tapis )

forces projetés sur l'horizontale x>0 dans le sens de déplacement du tapis

ma = F - T  ( a= accélération de la bouteille, F= force d'entrainement du au tapis, T= force de frottement)

Coulomb dit  que  |T| < f|R| = f|P|

=> Intuitivement plus l'objet est lourd, moins il est  facile à le déplacer, car il faut fournir une poussée importante pour vaincre T, la force de frottement, qui dépend aussi du poids.

Posté par _Estelle_ _Estelle_

J'y réfléchis demain à tête reposée, merci

Estelle

Posté par disdrometre disdrometre

Bonne nuit @+

Posté par _Estelle_ _Estelle_


C'est marqué sur la page que tu m'as donnée de Wikipedia ? Je ne connais pas cette loi.

Estelle

Posté par _Estelle_ _Estelle_

Je ne vois pas où il est question du poids, en fait.

Estelel

Posté par disdrometre disdrometre

en fait

en cas statique , il n'y a pas de frottement.

prenons un exemple :

on décide de déménager une armoire d'une chambre à l'autre.

au départ l'armoire est tranquillement dans une chambre on a -P+R=0,

je décide de déplacer l'armoire , je la pousse et j'ai une résistance , cette résistance ce sont les forces de frottements.  que je note T

cette force a un sens opposé au déplacement que je fais  et  T est au plus égale à f|P|

remarque si l'armoire est vide, la résistance est moins forte,  expérimentalement on observe une relation
entre T et P.

Par contre si l'armoire est pleine, je sens que j'ai plus de résistance et pourtant la force de poussée que j'exerce est bien perpendiculaire au vecteur poids.

  

Posté par _Estelle_ _Estelle_


Désolée, mais pourquoi ?

Et il n'y a pas une histoire d'angle aussi ? cos ? Ou bien je confonds avec autre chose ?

Merci en tout cas

Estelle

Posté par disdrometre disdrometre

oui il y a un rapport avec phi !

voici une citation d'un autre forum  sur le même sujet

Posté par disdrometre disdrometre

intuitivement tu ne ressens pas l'importance du poids dans le frottement ?

Posté par _Estelle_ _Estelle_

Si si, intuitivement je ressens tout ça

Mais je veux bien comprendre parce que dans deux semaines j'aurai à l'expliquer à des profs qui s'y connaissent bien bien...

On avait bien vu l'histoire du cône de frottement en cours, mais dans ce cas, pourquoi la composante normale, c'est le poids ?

Estelle

Posté par disdrometre disdrometre

je t'ai trouvé un joli lien sur l'adhérence avec des beaux dessins



mais je vais réfléchir un peu à ton pb pour voir si il n'y a pas d'autres choses qui sont enjeux !

Posté par _Estelle_ _Estelle_

Merci beaucoup disdrometre

Estelle

Posté par disdrometre disdrometre

de rien @+

Posté par _Estelle_ _Estelle_

Bonjour

J'ai réfléchi à cette histoire, et intuitivement, c'est évident que le poids influe sur les frottements.

Mais d'un autre côté, plus la bouteille est lourde, plus elle est stable, non ?

Estelle

Posté par MatOfScience MatOfScience

Bonjour tout le monde , Est-ce de la Physique ?

Posté par _Estelle_ _Estelle_

Bonjour MatOfScience

On peut dire ça... tu as une idée ?

Estelle

Posté par disdrometre disdrometre




elle est plus stable si centre de gravité est plus bas.

Posté par _Estelle_ _Estelle_

Pourtant pleine ou vide, le centre de gravité est au même endroit, donc elle devrait être "pareillement stable", non ?

Estelle

Posté par disdrometre disdrometre

pour faire tomber la bouteille, tu ferais comment ?

=> une impulsion F pour faire déplacer le centre de gravité. ( l'impulsion peut être une conséquence  de l'accélération du tapis)

tu as une résistance T

si F > T => il y a glissement donc  le centre gravité se déplace, ...

le déplacement du centre est-il suffisamment fort pour provoquer une instabilité ?

à réfléchir !

Posté par disdrometre disdrometre



tout dépend du contenu du liquide, certains sont hétéorogène, puisque il faut parfois les remuer pour les rendre homogène avant de les consommer !

Posté par MatOfScience MatOfScience

Bonjour _Estelle_ , non désolé, pour l'instant j'y connais pas grand chose aux SI (Sciences de l'ingénieur) en fin à la "physique" je veux dire .

Posté par _Estelle_ _Estelle_


Désolée, j'ai oublié de préciser : je parle toujours d'une bouteille pleine (ou pas) d'eau.

Donc finalement, tu penses que ça n'a rien à voir avec l'action de l'air ? Mais plutôt avec les frottements ?

Estelle

Posté par disdrometre disdrometre

tout dépend de la vitesse du tapis, et de la forme de la bouteille, si elle a une forme de voile l'action  de l'air ne sera pas négligeable !

Posté par _Estelle_ _Estelle_

Non, c'est une simple bouteille comme ça : !

Estelle

Posté par MatOfScience MatOfScience

Bonsoir _Estelle_  


C'est à moi que cela s'adresse ?

Posté par disdrometre disdrometre

>non MathofScience

Estelle répond à ma remarque !

Posté par _Estelle_ _Estelle_

MatOfScience >> Non Et pour te répondre si tu y tiens, oui c'est de la SI

Estelle

Posté par MatOfScience MatOfScience

OK Merci à vous deux (_Estelle_ & disdrometre).

Posté par _Estelle_ _Estelle_

Bonjour,

disdrometre >> Lorsque la bouteille est vide, donc plus légère, et qu'elle ne tombe pas, les frottements sont en partie (en partie seulement puisqu'elle avance) compensés son poids.
Lorsqu'elle est pleine, les frottements sont plus importants, mais le poids aussi. Donc les frottements devraient aussi être en partie compensés par le poids et la bouteille ne tombe pas.

Ce qui voudrait dire que les frottements compensés sont proportionnels au poids. Dans ce cas, pourquoi est-ce qu'à une certaine accélération, la bouteille vide tombe mais pas la pleine ?

D'autre part, ce dont tu me parles concernant la loi de Coulomb, est-ce que ce n'est pas valable si on étudie la vitesse et non pas l'accélération ?

Merci

Estelle

Posté par disdrometre disdrometre

Hola Estelle,

Nous sommes dans l'usine,

les bouteilles sont placées par un bras articulé sur un tapis roulant de vitesse v

au moment où la bouteille est posée sur le tapis, la bouteille passe d'une vitesse nulle à v, donc elle a subit une accélération a,

F=ma est la force exercée par le tapis roulant sur la bouteille de masse m,  si |F| > f|P| il y a glissement, donc le centre gravité peut d'éloigner de sa position stable, et tomber.

ce qui change entre une bouteille vide et une pleine c'est le poids,  donc le seuil de glissemet.

Mais glissement ne veut pas dire déséquilibre, bouteille peut bouger sans tomber !