Quelle est la force flottante et visqueuse agissant sur une balle en chute libre?

Rajath Krishna R

Quelle est la force flottante et visqueuse agissant sur une balle en chute libre?


Je pensais à une situation où j’avais un long pot cylindrique avec du liquide visqueux dedans. J’ai aussi une boule sphérique avec moi. Je laisse tomber la balle dans le liquide à l’intérieur du pot avec une certaine vitesse initiale. Juste après cela (avant que la balle n’acquière la vitesse terminale), je laisse tomber le système (le pot avec le liquide et la balle) d’une certaine hauteur.

(A) Quelle serait la force flottante et visqueuse en chute libre par rapport à celles qui agissaient avant la chute libre?

(B) La réponse changera-t-elle si je laisse tomber la balle (avec une certaine vitesse initiale) dans le pot et que je laisse tomber le pot simultanément?

(C) J’ai en quelque sorte eu le courage de sauter avec le pot (sans la balle dedans). Maintenant, je mets la balle à l’intérieur du cylindre avec une certaine vitesse initiale. La réponse changera-t-elle maintenant? (N’oubliez pas que l’ensemble du système avec moi est en chute libre).

J’ai essayé de répondre à ma propre question comme ceci: dans tous ces cas, je pense que la force de flottabilité sera nulle. Selon le principe d’Archimède, il est égal au poids du liquide déplacé, mais comme quelque chose en chute libre n’a aucun poids, il n’y aura pas de poids pour le liquide déplacé et donc aucune force de flottabilité sur la balle.

D’après la loi de Stoke, nous savons que la force visqueuse est directement proportionnelle à la vitesse de la balle dans le liquide. Considérons un cadre de référence R se déplaçant à une accélération g vers le bas. Ainsi, dans toutes ces situations, l’accélération de la balle et du cylindre due à la chute libre est nulle par rapport à R. Par conséquent, du point de vue de R, la force visqueuse serait la même que celle lorsque le système était au repos.

Je ne peux expliquer la force visqueuse que de cette façon. Quelle sera la force visqueuse pour un homme debout sur le sol? Je ne suis pas très bon pour répondre à mes propres questions, alors aidez-moi avec vos idées sur la situation.

mcodesmart

Je pense que le changement de référentiel ne devrait pas faire de différence pour la balle dans le cylindre.

Rajath Krishna R

Mon anglais est-il très pauvre? Parce que j’obtiens des votes qui seront probablement dus à un manque de clarté?

Satwik Pasani

La force visqueuse dépend de la vitesse par rapport au fluide dans le cadre dans lequel vous travaillez. Dans un cadre accéléré, vous devez ajouter une pseudo-force

Rajath Krishna R

Ma conclusion sur la flottabilité est-elle correcte?

Rajath Krishna R

@SatwikPasani Je vise simplement des réponses qualitatives plutôt que des calculs. Pourriez-vous expliquer le rôle de la pseudo-force dans tout cela?

Réponses


 Nemu Rozario

La force flottante est une force qui agit exactement à l’opposé de la force gravitationnelle. La vitesse plus lente du déplacement de la balle dans le liquide est due à la traînée du fluide visqueux.

Quand on dit l’apesanteur de la balle, cela signifie seulement qu’il n’y a pas de force agissant sur la masse extérieurement. il a toujours une masse, et en raison de la différence de densité (liquide et boule), il devrait tomber vers le bas. Si la force de traînée est très élevée (haute viscosité), vous pouvez voir que la balle se déplace vers le haut dans le liquide lorsque vous sautez. La raison en est … en raison de la différence de vitesse terminale entre vous et la balle à l’intérieur du liquide. Vous ne touchez la vitesse terminale qu’après que la balle a atteint la vitesse terminale car vous vous déplacez tous les deux sur 2 supports différents. Votre vitesse sera très élevée par rapport à la balle qui commence à se déplacer vers la casquette.

Cela pourrait être calculé en suivant les valeurs connues Densité du liquide, Matériau / Densité de la balle.

J’ai essayé une expérience pour savoir si mon raisonnement est correct en utilisant 2 liquides différents avec 1,29 liquide de gravité spécifique et 1,35 liquide de gravité spécifique. Je l’ai rempli dans une bouteille et j’ai placé le capuchon après y avoir déposé une bille d’acier. Maintenant, secouez la bouteille (verticalement) à la même distance et marquez jusqu’où la balle se déplace. Faites l’expérience avec un liquide très visqueux et marquez. Vous trouverez la différence.

 

#(une, #en, #et, #la, agissant, balle, chute?, est, flottante, force, libre, quelle, sur, visqueuse

 

wiki France

Laisser un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *