On s'attaque au TP n°26 qui s'appelle Viscosimètre pour la session 2024 des TP de Physique Chimie. C'est un TP qui n'est pas évident du tout, on va s'intéresser justement à un système de viscosimètre à chute de billes verticales. On a tout un tas de documents qui nous expliquent le principe. On lâche une bille et elle va atteindre une vitesse limite. dans le fluide considéré, et en fonction de la vitesse limite atteinte, de la taille de la bille, de la masse volumique de la bille, de la masse volumique du fluide, on va pouvoir obtenir par la suite la viscosité de ce fluide. Donc on a une formule qui est présentée ici, elle nous servira par la suite. On a notamment aussi énormément de valeurs qui seront données. une précision sur la viscosité en fonction de la température, mais finalement qui ne nous servira pas vraiment, masse volumique de l'acier, intensité de pesanteur, et diamètre de la bille, ça nous servira notamment quand on va compléter le programme Python. Dans un premier temps, on nous demande de déterminer la masse volumique du glycérol, et d'établir la liste du matériel. Pour effectuer cette détermination, c'est assez simple, il suffit de déterminer la masse et le volume de notre... glycérol et pour cela on va utiliser une fiole jaugée parce que c'est la verrée qui est la plus précise dans ce cas là j'ai fixé la valeur de 50 ml mais on pourrait prendre 100 ml 200 ml ça vous verrez le jour de l'épreuve balance de précision pour avoir aussi une masse au centième de g près et enfin une pipette pasteur pour pouvoir compléter le volume de la fiole le plus précisément possible en vérifiant bien sûr que vous ayez le bas du ménisque du glycérol qui soit au niveau du trait george On s'imagine que j'ai fait la manipulation, j'obtiens 63,1 g pour un volume de 50 ml, et j'utilise ρ est égal à m sur v, et on obtient une masse volumique de 1,26 gmL-1. Voilà, ça c'est une première partie. Deuxième partie qui est assez complexe, on va vous demander de faire une acquisition vidéo, lorsque vous allez lâcher une petite bille dans du glycérol. Donc là, il faut enclencher la vidéo, il faut... normalement avoir dans le champ de la prise de vue un objet qui va vous permettre de faire l'étalonnage. A priori, ce sera une règle dont vous connaissez la longueur. Une fois que vous avez filmé la chute de la bille, on va vous demander d'analyser cette vidéo. Imaginons. que l'on doit faire ça alors je vous rappelle que pour faire un pointage vidéo dans un premier temps faut déjà se placer à l'image qui vous intéresse donc on avance dans la timeline ensuite une fois qu'on voit que la bille elle est lâchée ici alors moi je sais pas où c'est c'est un peu loin mais c'est pas grave on va définir le la date t égale 0 seconde. De cette manière, ça va nous permettre d'avoir le temps qui correspond directement à l'image 51, qui correspond à t égale 0 seconde, ça va nous simplifier la vie. On doit aussi préciser grâce à un étalon une longueur qui est connue. Ici, je fais l'étalonage vers le bas, ça va me permettre d'avoir le repère qui est dirigé aussi vers le bas. J'imagine que c'est 10 cm, donc 0,10 m. Je dis oui, je clique ensuite sur la bille pour fixer le repère et donc on a un repère qui est descendant. J'ai choisi cela parce que justement dans l'énoncé c'est ce qui est préconisé aussi. Ensuite j'enclenche le pointage vidéo et je vais déterminer les positions successives de la bille. Une fois qu'on a effectué le pointage vidéo, on va pouvoir analyser la courbe Y en fonction du temps et ainsi déterminer la date à partir de laquelle la vitesse limite est atteinte. C'est ce qui est demandé dans la question 3.1. Ici il y a deux façons de faire. Je trouve que le sujet est construit un peu bizarrement, mais ça c'est une autre histoire. Vous obtenez normalement cette courbe. Ce que vous pouvez faire, c'est dans un premier temps déterminer quand est-ce qu'on repère que les points sont parfaitement alignés. On part de la fin et on se rend compte que vers 200 millisecondes, on a les points qui sont parfaitement alignés. Et en dessous de 200 millisecondes, on voit qu'ils s'écartent de la droite. Donc j'aurais tendance à dire que la vitesse limite est atteinte à peu près au bout de 0,2 seconde dans mon cas. Donc ça c'est une première méthode. Deuxième méthode possible, en utilisant la fonction traitement des données, ce qu'on peut faire c'est qu'on peut dériver la coordonnée y en fonction du temps pour avoir accès à vy. Ici on a un mouvement qui est purement vertical, donc les valeurs de vy ça correspond à la norme de la vitesse. Donc si on trace notre dérivé, on obtient cette courbe, une exponentielle avec une asymptote. On voit que la vitesse stagne environ à 0,2 ou 0,22 secondes. Selon la méthode que vous avez utilisée, vous allez avoir une petite disparité dans les valeurs, mais ce n'est pas grave. Une fois qu'on a fait cela, on va nous demander d'effectuer une modélisation d'une partie de la courbe pour déterminer la valeur de la vitesse limite. On va dans Modélisation, on va chercher la... le modèle prédéfini droite, et ici on va contraindre l'intervalle de temps de manière à bien considérer les points où il y avait un alignement. On a dit tout à l'heure que c'était à partir de 0,200. On modélise, et on obtient une équation de droite du type y égale a t plus b avec un coefficient directeur de 922 fois 10 exposant moins 3, donc 0,922. C'est justement ce que j'ai noté là. Donc on a le coefficient directeur de notre portion de droite qui correspond à vy, et qui est de 0,922 mètre seconde moins 1. Donc pensez à bien sélectionner l'intervalle de temps où les points de la courbe sont alignés. On a fait une grosse partie du travail mais il nous reste encore 20 minutes pour terminer cette CE. On est parti sur Python. Le programme Python est lourd et en fait simplement ce qu'on doit faire c'est qu'on doit compléter avec toutes les données qu'on a collectées ou qui sont proposées dans le document. Donc l'incertitude type sur la fiole jaugée vous allez le voir, il y a marqué la tolérance de la fiole et on vous rappelle que l'incertitude type sera calculée de cette manière. Ensuite la précision de la balance elle sera notée soit sur une notice, soit directement sur votre balance donc il faudra la compléter, moi c'est ce que j'ai mis 0,01 g, ça croise moins 1 centième de gramme. et enfin l'incertitude sur la vitesse limite elle sera donnée par le professeur qui aura réalisé les expériences auparavant moi je les estimer à 0,3 mètres secondes moins 1 alors vous voyez que c'est très lourd il y a plein de choses à noter chaque fois il y a marqué à modifier donc rho de l'acier je vais dans l'énoncé j'ai vu que c'était 7,85 x 10 exposant 3 donc ici je remplace je vais mettre 7.85 parce qu'on est sur Python il ne faut surtout pas mettre de virgule quand on met des valeurs fois 10 étoile étoile, ça correspond bien à l'exposant 3, donc ça c'est parfait. Ensuite, rho du fluide, c'est celle que j'ai déterminée avant, donc c'est 1,26 fois 10 exposant 3. Donc là, il faut faire attention parce qu'on nous le demande en kilogramme par mètre cube. C'est pour ça que j'ai fait la conversion. Donc 1,26 fois 10 étoile étoile 3, parfait. ensuite on nous demande le volume du fluide donc ça c'est quand on a fait la détermination sur la masse volumique donc a priori c'est 50 millilitres donc on remplace 50 la tolérance vous verrez le jour où vous passerez l'épreuve quand vous aurez le matériel face à vous ensuite incertitude type ça c'est rempli rien à faire la masse qu'on a déterminé de fluide donc 63,1 g ici on nous le rendement dans g 63 points 1 la précision de la balance en centième de gramme, attention, nous on avait 0,01 gramme, ça fait 1 centigramme, donc on met simplement 1, peut-être que vous aurez une autre valeur. L'incertitude est faite, mesure du diamètre avec le pied à coulisses, donc ça, ça va être le professeur qui vous donnera l'information. Moi j'ai proposé 0,55 centimètre, pour notre mesure, donc des centimètres c'est 10 moins 2, donc j'ai juste à remplacer ici 0,55. plus petite graduation du pied à coulisse, on va dire que c'est bien 0.1 x 10-2, on ne va pas s'embêter, ce sera à noter. Et ensuite, vitesse limite, de nouveau on voit du A modifié, donc on y va, vitesse limite, nous on avait trouvé 0.922, et une incertitude type qu'on a fixée à 0.3. Une fois que vous avez tout complété, il suffit de lancer le fichier, le script, et puis vous allez avoir accès à la valeur de la viscosité et l'incertitude type associé. Vous remplissez les valeurs sur votre énoncé, et puis c'est fini. Voilà. Donc un sujet qui est complexe, qui est selon moi, qui va demander beaucoup de temps, et je vous recommande vraiment de bien comprendre les étapes pour pouvoir le réussir. Allez, bon courage à vous !