À quelle hauteur la balle sautera-t-elle? [fermé]

Dheeraj Kumar

À quelle hauteur la balle sautera-t-elle? [fermé]


  1. Une petite boule de densité

    ρ

    est immergé dans un liquide de densité

    σ

    , (

    σ>ρ

    ) à la profondeur

    h

    et libéré. Comment trouver la hauteur au-dessus de la surface du liquide jusqu’à laquelle la balle va sauter?

  2. Et si on change la question pour que la balle tombe d’une hauteur de

    h

    à quelle profondeur dans le liquide la balle ira-t-elle? Est-ce que cela sera résolu avec la même méthode que la première question?

  3. La balle continuera-t-elle ce qu’on appelle un simple mouvement harmonique si la tension de surface et la traînée sont ignorées?


Mon travail

1. force ascendante nette agissant sur le corps;

F

=

σvgρvg

=

mune

une=g(σρ1)

vitesse après hauteur

h

;

v=2g(σρ1)h

conservation de l’énergie mécanique à hauteur max

h

et en surface,

mgh

=

12m(2g(σρ1)h)

h=(σρ1)h

  1. vitesse juste avant de toucher le liquide =

accélération négative =

g(σρ1)

de la partie 1.

en utilisant,

v2=u22g(σρ1)h

h=h(σρ1)

Qmécanicien ♦

Salut Dheeraj Kumar. Bienvenue à Phys.SE. Si vous ne l’avez pas déjà fait, veuillez prendre une minute pour lire la définition du moment où utiliser la balise devoirs et exercices et la politique Phys.SE pour les problèmes de type devoirs.

Dheeraj Kumar

BTW @Qmechanic pouvez-vous répondre à la partie 3 s’il vous plaît

Carl Witthoft

Ce ne sera pas une simple harmonique, car l’une des forces de rappel (flottabilité) change à l’interface eau-air, tandis que la gravité reste constante. Ce sera une sorte de comportement harmonique tant que le frottement, la tension superficielle, etc. seront ignorés.

Dheeraj Kumar

@CarlWitthoft J’ai essayé et trouvé qu’il ferait un SHM pour

Carl Witthoft

Quelle est votre densité pour l’air? Utilisez-vous zéro, c’est-à-dire le vide?

Réponses


 TZDZ

Vous devez d’abord trouver la vitesse lorsque la balle sort de l’eau, de la même manière que vous calculez la vitesse de chute libre d’un objet dans l’air.

mune=ΣFje

où les forces sont: friction, poids, force d’Archimède.

Puis de nouveau dans l’air où la force d’Archimède peut être négligée. Si le frottement de l’air est négligé, il est plus facile d’utiliser l’énergie potentielle que l’énergie cinétique de la balle lorsqu’elle sort de l’eau est égale à son énergie potentielle lorsque sa vitesse devient nulle.

Dheeraj Kumar

la réponse dépendra-t-elle du volume de la balle

Michiel

Je pense qu’il vous manque un facteur important ici: la tension superficielle de l’interface eau-air. Cela se traduira par une force opposée au moment où la balle essaie de briser l’interface, ce qui réduira la hauteur. De plus, la queue d’eau que vous voyez souvent pour les balles qui sautent hors de l’eau augmentera le poids effectif de la balle et réduira encore sa hauteur

TZDZ

@Michiel C’est vrai. Cette force est difficile à évaluer. Dans ce document, des mesures expérimentales ont été effectuées (pages 137 et ainsi de suite).

 

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