Bonsoir, je viens de commencer le cours sur la thermodynamique, et notre prof nous à dis qu'il va falloir commencer à raisonner différemment qu'en mécanique ou qu'en optique.

En effet, c'est en commençant un exercice que je l'ai constaté et j'aurais besoin de votre aide, car je ne sais pas du tout comment m'y prendre.

Enoncé :

Il pleut sur une fenêtre verticale de 2m² de surface.
Cette pluie frappe la fenêtre de façons régulière selon un angle de 30° par rapport à la verticale, Le début D est de 800 gouttes par m^3, une goutte ayant toujours une vitesse v=2m/s et une masse m = 0,1g
On suppose que les gouttes rebondissent sur la vitre de façons à considérer les chocs élastiques.

1) Combien de gouttes N rebondissent sur la fenêtre dans la durée t = 1s
(expression littéral + numérique)

2) Quelle la pression créée par les gouttes
(expression littéral + numérique)

Voila, merci d'avance pour votre aide !

Fais un dessin. Essaie de représenter le volume dans lequel sont les gouttes qui vont arriver sur la fenêtre au cours de la prochaine seconde. Il s'agit d'un prisme (par droit) dont la base est la fenêtre et dont la hauteur est fonction de la vitesse des gouttes. Une fois que tu as calculé le volume de ce prisme, tu peux en déduire combien il y a de gouttes dedans.

pas* droit

D'accord merci pour vos conseils je vais essayer de faire ça !

De manière plus simple, je crois que tu peux dire que la fluence de goutte sur une sections unitaire est D x V (nombre de goutte par m3 x vitesse des gouttes = nombre de gouttes par m2 par seconde).
Tout comme en mécanique des fluide, le débit massique surfacique est rho x V, ou en neutronique la fluence Phi = nombre de neutrons par m3 x vitesse des neutrons.

Donc D x V = nombre de gouttes/m2/s sur une surface horizontale.
Tu veux ensuite connaître la projection horizontale de ta fenêtre, inclinée à 30° par rapport à la verticale. Sois S la surface de ta fenêtre, on a alors S = 2 m2.
La surface projetée est S' = S x sin(30°).

Au final, le nombre de gouttes tapant à la fenêtre par m2 est D x V x sin(30°) x S.

Pour la dernière question, c'est un problème de transfert d'énergie. Tu connais le nombre de goutte qui arrivent par seconde, et leur masse. Tu connais donc la quantité de mouvement apportée par les gouttes par seconde, qui est homogène à une force.
Le tout est de savoir quelle quantité de mouvement les gouttes transmettent à la vitre. C'est l'indice du choc élastique, qui doit se rapporter à ton cours.

Ensuite, tu divises par la surface totale de la vitre et tu as ta pression.

Pardon, une coquille dans mon message,
"Au final, le nombre de gouttes tapant à la fenêtre par seconde est D x V x sin(30°) x S. "