QCM 12 2015

bonjour, je n'arrive pas a trouver le résultat, l'énoncé: soit un fil de fer (p= 7.6 g.cm^3) dont la longueur est de 10cm posé sur de l'eau dont la constante de tension superficielle a la temperature de 20°c est de 0.076 N.m^-1. quel diamètre max peut avoir le fil pour flotter sur eau? sachant que le fil est tjrs a moitie immergé et on neglige le diametre devant la longueur.

dans la formule de la force de tension superficiel, cest quoi la surface?

Normalement c'est F = 2*sigma*(d+l)
Sauf qu'on nous dit de négliger le diamètre devant la surface !

ATTENTION ON NE PEUT NEGLIGER UNE VALEUR PAR RAPPORT A UNE AUTRE QUE DANS UNE SOMME OU UNE SOUSTRACTION, JAMAIS DANS UN PRODUIT OU UNE DIVISION

On a donc : F = 2*sigma*l

Salut ! Je voulais savoir si la bonne réponse était 4 mm ?
J'ai trouvé ça mais en appliquant bêtement la formule du cours F= 2*pi*sigma*l

merci, mais je ne comprend pas très bien ton calcul. qu'est ce que ce "2*(d+l)"? considère tu que le fils soit une surface donc un rectangle? donc on calcule la surface non pas comme étant un cercle mais comme étant un rectangle? si oui, du coup dans la formule du poids, doit on aussi considéré le fils comme étant un cube a base rectangulaire et non un tube?

sera t il possible d'avoir acces a la correction? j'ai vu que vous lavez donné l'année dernière sur moddle, mais on y a pas accès nous.
merci

Je veux pas dire de bêtises mais en fait 2*(D+l) c'est le périmètre de fil qui est en contact de l'eau. Vu qu'on néglige le diamètre du fil, le périmètre revient à ne prendre en compte que 2 fois la longueur du fil.
A vérifier avec un tuteur.. ^^

Et pour ma part, je trouve la réponse A...

Est ce que tu pourrais me dire comment t'as fait ? ^^ J'ai essayé de le refaire mais je retrouve plus mon résultat ^^

Perso j'ai F = 0.0152 (en utilisant 2 * sigma * l du coup)
Poussée d'Archimède = 3082R(^2) (Vimmergé * ro(eau) * g)
Et P = 234 225 R^2 (V*ro*g)

J'ai posé F = P - Pa (Pa : poussée d'Archimède)
J'ai exprimé P et Pa, sachant que pour Pa, on considère que la moitié du volume du fil est immergée. Et après j'ai isolé d, je suis tombé sur la réponse A ^^
En espérant que ça t'aide, et que ce soit la bonne réponse..

RomainM tu peux développer ton calcul? la formule cest bon, moi cest comment tu determine la surface ou le volume? si le fils tu le prend pour un cilindre ou pas. car moi je ne trouve aucune reponse.
merci

tu considère que le fil est cylindré car sa section est un cercle ! donc V = (d/2)^2 x l

ah merci beaucoup, jai enfin trouve

Salut,
Malgré toutes ces explications, je ne comprends pas pourquoi F= 2*sigma*l.
Je ne comprends pas comment on peut trouver le périmètre. Doit on considérer le cercle comme un rectangle ?

Salut Pitchoun' !

Tu mets le fil circulaire sur l'eau, de sorte qu'il soit immergé à moitié.

Tu te retrouves avec cette configuration, où le fil est immergé à moitié.




D'autre part, tu sais que F = sigma . L avec la L la surface de contact entre l'eau et l'objet. Tu as donc théoriquement L = 2.l + 2.D (avec l la longueur du fil et D le diamètre.

Mais comme on te dit que tu peux négliger D, tu obtiens L = 2.l.


Tu obtiens donc F = sigma.2l

D'ac merci beaucoup, je vois comment il faut faire !

Salut!

Je relance le sujet car je bloque sur la question...

Tout d'abord, quand on nous donne des masse volumique en g/cm^3, nous sommes obligés de les convertir en kg/m^3?? Car j'ai du mal avec les conversions...

Ensuite, comment sait-on si pour la force de tension superficielle on doit utiliser la formule générale, donc F= sigma * L avec L le périmètre, formule que nous avons utilisé en ED, ou une plus spécifique dans le cours concernent les cylindres : F= 2 * pi * sigma * L ??

Merci

Est-ce que je pourrais avoir l'aide d'un tuteur s'il vous plait?

Salut !

Alors déjà oui, tu dois toujours convertir en unité du système international (Sauf les calculs de pH qui se font en mol/L) ! Donc tu passes en kg/m^3

Tu as par exemple 5 000 grammes par cm^3
Ca te fait 5 Kg/cm^3
Donc dans un mètre cube, tu en aura encore plus : 5 000 000 Kg/m^3 (pour passer de cm^3 à dm^3, tu fais .10 ^3, puis encore une fois pour passer de dm^3 à m^3).


Ensuite, pour la tension superificelle, tu utilise toujours sigma. L puis ensuite tu vois combien vaut L. Et ATTENTION, ne confonds pas L la largeur d'un coté et L la longueur de contact . Ici, on parle de L la largeur de contact, à voir comme un périmètre !


Est ce que c'est plus clair ?

Merci beaucoup pour ta réponse tu m'as bien éclairé !!

Maintenant une autre question me vient... On considère que le fil est à moitié immergé, donc normalement le volume immergé correspondrait à la moitié du volume d'un cylindre donc (pi*r^2 * l)/2, mais étant donné que nous négligeons le diamètre devant la longueur, à quoi correspond notre volume immergé ?

Merci d'avance!!

En prenant le volume immergé égale à (pi*r^2*l) / 2, soit (pi * d^2 * l ) /8, et le volume du fer (pi*d^2*l)/4.

Je pars de rho (fer) . Volume (fer) . g = rho (eau) . Volume immergé . g + 2 * sigma * l

donc rho (fer) . ( pi* d^2 * l)/4 . g = rho(eau) . (pi*d^2*l)/8 . g + 2*sigma*l

Je simplifie par l, je passe le membre "rho(eau)...) à gauche, puis je factorise par g à gauche, je le passe de l'autre coté j'ai donc (2*sigma)/ g à droite

À la fin j'arrive à d= racine ( sigma / ( g*pi* ( rho(fer) - (rho(eau)/2) ) ) et j'obtiens d= 0,00059 m, donc pas la bonne réponse

Je ne vois pas où est mon erreur

Merci pour votre aide