Transcription de la vidéo
La figure suivante représente quatre balles métalliques identiques jetées dans quatre liquides différents au même instant. Quel fluide est le moins visqueux? (A) W, (B) X, (C) Y ou (D) Z.
Dans cette question, on nous montre des figures de quatre balles métalliques identiques qui ont été jetées dans quatre béchers de liquide en même temps. On nous demande de déterminer quel fluide est le moins visqueux. Pour comprendre cela, rappelons-nous d’abord ce qu’est la viscosité et son incidence sur les mouvements d’objets dans un fluide.
La viscosité est définie comme l’intensité du frottement interne dans un fluide. Plus la viscosité du fluide est grande, plus le frottement interne est grand. En raison de ce frottement, tout objet qui se déplace dans un fluide subira une force de résistance qui affecte la vitesse de l’objet.
Les forces de résistance agissent toujours pour s’opposer au mouvement d’un objet. Ainsi, si un objet se déplace dans un fluide, la force de résistance s’opposera à ce mouvement et ralentira l’objet. Plus un fluide est visqueux, plus la force de résistance qu’il appliquera aux objets qui le traversent sera grande et plus l’objet se déplacera lentement. C’est un résultat assez intuitif. Imaginez de laisser tomber un roulement à billes dans une baignoire d’eau et une baignoire de sirop. Nous nous attendrions à voir que la balle tombe dans le sirop beaucoup plus lentement que dans l’eau car le sirop est beaucoup plus visqueux. Et par conséquent, la balle subit une plus grande force de résistance.
Maintenant que nous nous souvenons de la viscosité et de son incidence sur les objets qui se déplacent dans un fluide, examinons à nouveau les chiffres qui nous ont été donnés et voyons où se trouve chaque balle dans quel liquide.
Nous pouvons voir que la balle dans le bécher W est près du fond. La balle dans le bécher X est près du milieu. La balle dans le bécher Y est tout en bas. Et la balle dans le bécher Z est près du sommet, juste en dessous de la surface du liquide. Nous savons déjà que plus un fluide est visqueux, plus la force de résistance qu’il exercera sur un objet qui le traverse sera importante, et plus l’objet se déplacera lentement. Cela signifie que les objets se déplaçant dans des fluides moins visqueux se déplaceront sur une plus grande distance dans un temps donné, car les forces de traînée sont plus petites.
Dans ce cas, comme les balles métalliques sont identiques et qu’elles ont toutes été jetées dans chaque liquide en même temps, le bécher avec le liquide le moins visqueux aura la balle qui a parcouru la plus grande distance. C’est simplement la balle qui s’est le plus rapprochée du fond du bécher. Cela signifie que le liquide dans le bécher Y doit être le moins visqueux, car la balle dans le bécher Y a déjà atteint le fond avant les autres balles. Donc, l’option (C), Y, est la bonne réponse.