ED 1 exo 5, tension superficielle

Coucouu!
Alors dans l'ED 1, exercice 5 question A.
Pour faire le bilan des forces on utilise la force de tension superficielle d'un cylindre. Le prof dit que
F=constante de tension sup x (2xL+4sinteta).
Or il est indiqué qu'on peut négliger le rayon du fil donc cela donne F=2xconstantexL.
Mais d'où provient le (2L +4sin teta) de la première formule?

Salut

Il a sorti ça comme ça ou il l'a démontré ?

Il a sortie ça comme ça..

Ok ça va alors^^ Dans la force de tension superficielle, il faut prendre en compte toute la longueur en contact avec le fluide, sauf que là il y a une courbe. En fait ce bazar trigonométrique c'est pour quantifier la courbure en contact avec le fluide.

Dans une réponse à une question sur cet exercice sur le forum d' Icampus, le prof avait répondu : "L' intensité de la force de tension superficielle, par définition, a pour valeur F = σ (2l + 4r)."

On utilise tout le temps cette formule ?

Merci !

Ah ok tout s'exlique

Bah quand il y a un rayon tu dois l'utiliser, quand y en a pas comme dans un pavé, c'est pas la peine.

Merci !

Le dessin de l' exercice est dans ce post : https://talc.forumgratuit.org/t3330-questions-ed-1-et-ed-3

Le prof a répondu après : "Pour la flottaison, seule la composante verticale "participe". Cette composante verticale est : Fsin(theta) = σ (2l + 4r) sin(theta). On néglige ensuite r devant l."

En fait on calcule pas le périmètre d' un rectangle d' eau qui serait en contact avec le cylindre ? Mais la courbure en-dessous ?

En résumé c'est bien ça, après pour ce qui de la courbure, c'est différent. La courbure est légerment plongée dans le fluide, or ce qui compte, c'est juste la longueur en contact. La formule de base, ça reste F = σL où L représente la longueur totale du solide en contact avec le fluide.

Si c'est une formule que vous a donné un prof d'ED et que Cavillon n'en a jamais parlé, il faut se contenté de la formule de Cavillon (et en plus elle est plus simple).

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Voici l' explication que le prof a donnée sur le forum.
Du coup, comment se fait-il qu' il calcule F sin(theta) pour aboutir au résultat ? (je suis perdue, quand c' est un cercle d' habitude il suffit de faire σ (2 π r))
Quelle est la longueur en contact comme tu dis ici ?

Désolée :$ et merci pour toutes tes réponses !

En terme de section, la surface "découpée" par l'eau, c'est un rectangle; la longueur, c'est l, et la largueur dépend de "l'enfoncement" du cylindre.

le truc, c'est qu'ici, la force n'est pas tout à fait dirigée verticalement à cause de la courbure, c'est pour ça qu'on compense la force calculée par le sinus.

C'est plus compréhensible ?

C'est imbuvable quand on a pas l'esprit d'un physicien haha

Je rajoute quelques petites questions à ça …

dans le bilan des forces moi j'ai F = σ (2L)
Mais F c'est la force de tension superficielle et σ c'est la tension superficielle ?

Ensuite on passe à F = 2 σ l sin (téta)
Comment on passe de l'un à l'autre ??

Merci d'avance !

F c'est bien la force de tension superficielle tandis que σ, c'est le coefficient de tension superficielle, qui varie d'un fluide à un autre.

Alors pour arriver F = 2σl(sin θ) il y a eu un facteur à prendre en compte : le fait que la force ne soit pas dirigée verticalement à cause de la courbure du cylindre. Pour pouvoir calculer la norme du vecteur qui se dirige verticalemnt on multiplie apr le sinus de l'angle. Pourquoi sinus ? Parce qu'on a un triangle rectangle où on connait l'hypothénuse (c'est F = 2σl) et l'angle. Ce qu'on cherche, c'est la "longueur" du ôté opposé à l'angle, donc on utilise le sinus.

C'est plus compréhensible ?

Oui merci bcp !!