Poussée d'Archimède.

Bonjour, toujours pour mon devoir, j'ai compris l'exercice, sauf la deuxième partie de la 1ere question, et la dernière question:

Un ballon de baudruche, gonflé à l'helium est accroché à l'extrémité d'un fil sans masse. Un enfant tient l'autre extrémité du fil.
Le poids du ballon gonflé est P=30x10^-3 N.
L'air exerce une poussée verticale ascendante, la poussée d'Archimède, de valeur PA= 50x10^-3N.

1)Schématiser la situation physique et faire l'inventaire des forces s'exercant sur le système (ballon+fil).

2) Calculer la valeur de la force exercée par l'enfant sur le fil.
J'ai trouver F= 20x10^-3 N.

3) L'enfant lâche la ballon.

a- Pourquoi le ballon ne reste-t-il pas immobile.
J'ai mis que les forces ne se compensent plus, donc l'objet sera en mouvement. Comme PA > P, l'objet va monter.

b-Après une ascension dans l'air de quelques mètres, le ballon décrit une trajectoire verticale (=mouvement rectiligne) à vitesse constante (=mouvement uniforme).
Expliquer pourquoi et deduire la valeur de la nouvelle force apparue.

1) Je suppose que l'inventaire des forces ne te posera aucun souci. Pour éviter toute erreur, le fameux DOI pourra t'aider.

2) Première loi de Newton puisque le ballon semble être immobile.
P + Pa + T = 0
Pa = P + T
50x10^-3 = 30x10^-3 + T
T = 50x10^-3 - 30x10^-3
T = 0,02 N

Donc oui ta réponse est correcte.

3) a- En effet la somme vectorielle des forces n'est plus nulle et est dirigée vers le haut. Il ne s'exerce plus que deux forces : le Poids, la poussée d'archimède.

b- Alors là il va falloir utiliser, comme tu t'en doutes sûrement, le principe de l'inertie (1° loi de newton). Si les forces se compensent, alors on a Pa + P + f = 0
f = frottements de l'air.

Merci, mais comment fait-on le DOI ?
Est-ce que les forces sont:

-Le poids P du ballon.
-La poussée d'archimède.
-La tension T du fil (force exercée par l'enfant sur le fil)

Mais ce que je n'arrive pas dans la derniere question c'est expliquer pourquoi, le ballon décrit cette trajectoire après l'ascension dans l'air ?

Pour le DOI, ne parle pas de forces. "Force" est un concept mathématique, c'est un vecteur. Le DOI s'intéresse aux intéractions, qui seront modélisées ensuite par des forces.

Lorsqu'on te parle de DOI, pense avec quel(s) objet(s) le corps est-il en contact.



Ensuite tu peux parler de forces :
Poids : qui agit du ballon à la Terre
Tension : action du personnage sur la corde reliée au ballon
Poussée d'Archimède : action du fluide, ici l'air, sur le ballon
Frottements de l'air : action de l'air sur le ballon.

Citation :

Mais ce que je n'arrive pas dans la derniere question c'est expliquer pourquoi, le ballon décrit cette trajectoire après l'ascension dans l'air ?

Eh bien disons qu'il acquière une certaine vitesse, et les frottements de l'air sont à prendre en compte.
Si ton énoncé ne précisait pas de "nouvelle force", on aurait pu penser que Pa = P.
Mais là non, il s'agit de Pa + P + f = 0 (selon le principe de l'inertie).