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1. Explication de l'équation générale du mouvement. Soit l'équation du mouvement du pendule: ![]() Le terme en ‘a’ correspond au coefficient de la vitesse quadratique due
à la résistance de l’air lors du mouvement du pendule. Pour des vitesses qui
ne sont pas très élevées, la résistance est proportionnelle au carré de la
vitesse. Le nombre de Reynolds est R Détermination de ‘b’: mouvement oscillatoire dans un fluide visqueux.
Dans cette partie, nous allons traiter du cas plutôt théorique du mouvement oscillatoire d'un plan infini (dans son propre plan) dans un fluide visqueux à la pulsation w . Nous considérerons que le plan est confondu avec yoz et qu'il est animé
d'une vitesse Notons v la vitesse du fluide. Les conditions à la surface du fluide sont: (en x=0) La symétrie du problème implique que les grandeurs en jeux sont toutes en fonction de x et de t. L'équation de continuité nous donne div v=0 ou dans le cas de notre problème Donc A ce stade l'équation de Navier-Stokes est Le coefficient h est appelé viscosité dynamique
et le rapport h /r est la
viscosité cinématique. Mais aucunes grandeurs ne dépend de z et y donc Cette équation ainsi obtenue de (I,4) est linéaire, sa composante suivant x impose que p soit constant. De sorte que l’équation (I,4) devienne : On cherche une solution périodique satisfaisant (I,5) et les conditions en x=0 ;i.e.
On peut donc écrire: La vitesse de propagation de l'onde est orthogonale à sa direction de propagation. L'onde s’amortit de e pour une distance de d . Ceci est d'autant moins fort que la fréquence est grande et que la viscosité est faible. La force de frottement par unité de surface est dirigée suivant oy et est On prend la partie réelle Il existe donc un déphasage entre f et u. L'énergie dissipée est
donnée par le travail de (I,6) par unité de temps. Dans le cas expérimental que nous aurons à traiter notre plan ne sera
bien-sûr pas infini et n'oscillera pas suivant oy. Pourtant la plaque de
polystyrène qui le constituera oscillera bien dans son propre plan et suivant
une seule coordonnée i.e. Expression de b: On a obtenu l'expression de la force de frottement que nous identifions avec celle de l'introduction f=sv or b=-s/m On a donc pour une face b= Avec h air=1,8.10-5 Pas et r air=1,2.10-3 g/cm3 à 20°c. Le terme en ‘c’ correspond au frottement solide indépendant de la vitesse proportionnel à l’inverse d’un temps au carré.
Nous allons dédimensionner (I,1) en posant t =
En posant A=a , B=b. ![]()
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Page mise à jour le 25/11/06 |