« Conceptualisation par des expériences simples/Dynamique des fluides » : différence entre les versions

Pour bien comprendre cela revenons tout d’abord sur la notion de [[w:Poids| poids]]. Dans le langage courant nous utilisons souvent le motsmot poids pour désigner la [[w:Masse| masse]] d'un objet ou d'une personne. Le médecin vous demandera votre poids pas votre masse et bien c’est un abus de langage. Car vous répondez le pèse {{Unité|70|{{Abréviation|kg|kilogramme}}}} et non 700 [[w:Unité de mesure#Unités dérivées du SI| Newton]]. Le poids et une [[w:Force (physique)| force]], non une masse. Nous faisons l'erreur car le poids est toujours proportionnel à la masse. Dans le cas présent le poids est aussi proportionnel à la hauteur.

Ce qui est intéressant , c’est que le tuyau qui relit les deux récipientrécipients lui peu être surélevé par rapport au reste du système sans que l'écoulement ne cesse. Cela est dudû au faitefait que nous avons continuité dans le fluide. Si nous avions un petit trou dans le tuyau par exemple qui laisserait passer l'air, cela ne marcherait plus. Lorsque le tuyau serait en bas, nous aurions une fuite;, et lorsque le tuyau serait en haut, l'air rentrerait dans le tuyau et la communication entre les deux récipientrécipients serait coupée.

D'autre part comme les points A et B sont à l’[[w:Interface| interface]] air/liquide, les [[w:Pression| pression]] <math> P_A </math> et <math> P_B </math> sont égaleégales à [[w:Pression atmosphérique| '''''<span style="font-size:1.2em">P_atm</span>''''']] . Cela nous donne :

On vérifie bien que lorsque <math> z_B = z_A </math> il n'y àa pas d'écoulement, et que lorsque <math> z_B < z_A </math> alors l'écoulement se fera en sens inverse de celui schématisé.

<div style="text-align: center;">''''' Intéressons nous de plus présprès à ce qui se passe dans le tuyau, et au phénomène de [[w:Siphon (tuyau)| siphon]]...'''''</div>

Le fonctionnement d'un siphon est similaire à celui des [[w:vases communicants| vases communicants]]. La différence comme on peut le voir sur le schéma ci -contre, c’est que le tuyau n’est pas inclutinclus dans le système. Nous ne reviendrons donc pas sur la cause de l’[[w:Écoulement| écoulement]], car nous l'avons expliqué dans l'expérience n°1.

Dans un premier temps il est important de rappeler que pour qu'un siphon fonctionne, il faut que le tuyau soit plein d'eau et qu'un des boutbouts soit trempé dans le récipient que l’on veut vider (comme sur le schéma).

CeSe référer laà l'expérience n°1 sur les vases communicants si dessus, ou à l’article Wikipédia sur les [[w:Siphon (tuyau)| siphon]].

''Nous avons vu dans l'expérience précédente que le système de [[w:Siphon (tuyau)| siphon]] permettait de transvaser le liquide d'un récipient dans un autre. C'est très utile pour les jeunes qui n'ont pas d’argent pour remplir le réservoir de leur mobylette, ou pour vider une baignoire bouchée par une grosse touffe de cheveux qui a vouluevoulu explorer le tuyau d'évacuation. Néanmoins ce principe de siphonnage fut découvert bien avant que les mobylettes ou encore les baignoirebaignoires à évacuation furent inventéeinventées. [[w:Pythagore| Pythagore]] lui s'en servait pour apprendre la modération à ses élèves grâce à une [[w:Coupe de Pythagore|coupe]] qui maintenant porte sontson nom.''

La [[w:Coupe de Pythagore|coupe de Pythagore]] était utilisé par Pythagore lorsqu’il mangeait avec ses élèves pour que ces derniers se servent du vin avec modération. La vidéo et le schéma ci-contre nous montre le fonctionnement de ce siphon. La coupe de Pythagore ne diffère pas des autreautres siphonsiphons dans sontson fonctionnement. Néanmoins là où Pythagore fut astucieux, c’est dans l’amorçage de ce dernier. Nous avons vu dans l'expérience n°2 que pour qu'un siphon fonctionne, il faut au préalable amorcer le processus.

Dans la majorité des cas l'amorçage se fait manuellement. Pour la coupe de Pythagore, l'amorçage, se fait automatiquement lorsque le [[w:Liquide| liquide]] contenue dans la coupe monte au -dessus du niveau critique du siphon. D'où la notion de modération. Si l’on se sert du en petite quantité, on peut se resservir autant de fois qu'on veuxveut et quand même finir par rouler sous la table, mais si l’on est un peu trop gourmand, on finifinit par partager notre boisson avec la table.

CeSe référer laà l'expérience n°1 sur les [[w:vases communicants| vases communicants]] si dessus, ou à l’article Wikipédia sur les [[w:Siphon (tuyau)| siphon]].

Ce qui faut retenir et comprendre ici c’est qu'un écoulement laminaire décrit le faitefait qu'un fluide s'écoule parallèlement aux parois de son contenant(tuyau,etc.) il n'y a donc pas de turbulence. À Contrario, lorsque qu’il y a un obstacle , ou que la géométrie du contenant change brutalement, l'écoulement est alors perturbé, et des turbulences apparaissent. Dans ce cas,localement, l'écoulement n'est plus parallèle aux parois.

Lorsque l’on vide une bouteille comme dans notre expérience, lorsque l’on ne fait rien, l'étranglement du goulot perturbe l'écoulement mais sece qui perturbe réellement l'écoulement, c’est l'air qui rentre par le goulot pour remplacer l'eau qui s'écoule. CetteCet air est un obstacle à l'écoulement et crée des turbulences.