TP mesure de viscosité

TP : Mesure de Viscosité[pic 1]

Chute d’une bille dans la glycérine

1. Expérimentation[pic 2]

Pour cette expérience, nous allons faire tomber une bille d’acier dans un tube rempli de glycérol qui est un liquide très visqueux. Lors de sa chute nous mesurerons sa vitesse moyenne à l’aide des graduations.

Pour nous permettre de mesurer précisément la chute de la bille, une caméra et les logiciel AMCAP et LAIS PLP nous sont mis à disposition.

Nous prenons un intervalle qui sera le même pour chaque mesure (ici de 25 à 50 cm). A l’aide de l’aimant, nous plaçons la bille au centre de la partie supérieur du tube de façon à ce que le centre de l’objet soit sur l’axe du repère. Puis nous lançons l’enregistrement vidéo.

1. Prise de la vidéo

A l’aide de la caméra et du logiciel AMCAP nous enregistrons alors 5 vidéos de la chute de la bille. Il faut cependant faire attention à bien cadrer et centrer le tube par rapport à la caméra de façon à ce que l’exploitation soit la plus juste possible.

1. Analyse de la vidéo

[pic 3]

Le logiciel Latis PLP va nous permettre d’exploiter les 5 vidéos enregistrées précédemment. Après avoir ouvert une vidéo, nous la faisons défilé jusqu’à arriver à la graduation 30 puis nous en faisons l’origine de l’axe (vers le bas). Nous sélectionnons ensuite notre étalon (=échelle), ici nous prendrons 10 cm pour un écart de 10 graduations. Nous pouvons désormais procéder à la sélection manuelle des points en positionnant le viseur sur la bille (1 points toutes les 5 images). Une fois cette tâche effectuée, nous pouvons passer à la modélisation affine de la courbe. Le coefficient directeur « a » de cette courbe correspond à la vitesse de notre bille.

Courbe obtenue :

[pic 4]

Voici les résultats de nos 5 mesures :

On a donc une vitesse moyenne [pic 5]

[pic 6]

1. Exploitation

Afin de calculer la viscosité de la solution de glycérine, nous allons utiliser la formule de Stokes Néanmoins, cette formule est valable seulement pour les récipients infiniment grands. Pour des récipients finis (de forme cylindrique de rayon R), il faut corriger la formule :

On a donc    avec  [pic 7][pic 8]

Sachant que ,  ,    et   [pic 9][pic 10][pic 11][pic 12]

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