mécanique dans une tasse de thé ...

[benjgru]

Bonjour,

j'ai vu l'expérience suivante: quand on place dans un verre des feuilles de thé (pas un sachet, du vrai thé) , les feuilles de thé une fois mouillées tombent au fond de la tasse ; puis on mélange, que se passe-t-il : les feuilles de thé se regoupent au centre au fond du verre, au lieu d'être expulsées sur les bords par la force centrifuge !!

quelqu'un connaîtrait-il l'explication de cette expérience ??

PS: j'ai cherché une réponse: ça parlait de pompage d'Ekman, mais j'y comprend rien !

merci.
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[inviteca6ab349]

SAlut,

les feuilles de the subissent deux forces antagonistes : la "force" centrifuge et une force de pression due a l'eau.
Le point important, c'est que l'eau subie aussi la force centrifuge et dons la pression est plus importante a l'exterieur qu'au centre et il me semble que la force resultante est plus importante que la force d'inertie subie par les feuilles de the (c'est a verifier, j'ai juste fais un ordre de grandeur sur un coin de feuille, mais ca doit marcher)

[invite88ef51f0]

Salut,
Il se crée un mouvement dans toute la tasse : le fluide remonte au centre, puis plonge sur les bords. Du coup, les feuilles qui sont au fond se rassemblent au centre.
Pour les détails, je ne connais pas trop, il me semble qu'il faut s'amuser avec la force de Coriolis et effectivement le nom associé à tout ça est Ekman.

[benjgru]

ce que tu dis coin coin est intéressant: le mouvement du fluide que tu évoques me rappelle les cellules convectives de Rayleigh Bénard ...

y a-t-il un lien ?? ou aucun ?

cependant, les feuilles devraient remonter avec le fluide au centre du verre suivant ce modèle, non?

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite88ef51f0]

ce que tu dis coin coin est intéressant: le mouvement du fluide que tu évoques me rappelle les cellules convectives de Rayleigh Bénard ...

Je ne sais pas. Je ne connais pas assez la géométrie du problème pour savoir si c'est identique. En tout cas, la source n'est pas la même : mouvement et Coriolis dans un cas, gradient thermique dans l'autre.

cependant, les feuilles devraient remonter avec le fluide au centre du verre suivant ce modèle, non?

Non, car elles sont trop lourdes...

[invite4b9cdbca]

Non, car elles sont trop lourdes...

Même si on tourne très vite ?

[benjgru]

attends voir c'est la force de Coriolis ou la force centrifuge qu'il fait prendre en compte ici ??

la force de Coriolis me semble négligeable pour la situation présente , en tout cas devant les forces de viscosité...non ??

[invite88ef51f0]

Quand je parle de force de Coriolis, c'est celle due à la rotation de la liquide par rapport à la tasse, pas celle due à la rotation de la Terre bien entendu ! Après, c'est une question de référentiel...

[Pio2001]

Ne serait-ce pas tout simplement que lorsque le liquide tourne, sa surface est incurvée, et quand il ralentit sa suraface s'aplatit ?
=> transfert de liquide du bord vers le centre.

cependant, les feuilles devraient remonter avec le fluide au centre du verre suivant ce modèle, non?

C'est le cas, non ? Il me semble qu'elle se rassemblent en un cône.

[benjgru]

oui oui j'avais bien compris dans quel réf on est !

malgré tout, la force de coriolis est en général négligeable à nos échelles "du labo" me semble-t-il... (sauf pendule de Foucault ) .
enfin peut etre ai-je tout faux.

[benjgru]

quand tu par "question de ref" coincoin ?

force centrifuge et force de coriolis sont bien distinctes et n'ont pas les mêmes origines qq soit le ref.

[benjgru]

qu'entends-tu pardon

[invite7ce6aa19]

bonjour,
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Lorsque l'on fait tourner le liquide on crée l'équivalent d'un cyclone a savoir que la pression diminue allant de l'extérieur vers le centre.
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Les feuilles subissent d'une part une force qui les ramènent vers l'axe de la tasse + une force correspondant à leur poids et les feuilles se trouvent donc localisées au fond et au centre tout en étant rotation avec le liquide.

[invité576543]

malgré tout, la force de coriolis est en général négligeable à nos échelles "du labo" me semble-t-il... (sauf pendule de Foucault ) .
enfin peut etre ai-je tout faux.

Ici on parle de la force de Coriolis liée à la rotation du verre, comme l'a expliqué Coincoin! La force de Coriolis est proportionnelle à la vitesse de rotation. La force dont tu parles est celle liée à la rotation de la Terre, un tour par jour. J'imagine que dans l'expérience dont tu parles, le verre tourne bien plus qu'une fois par jour sur lui-même, non? La force de Coriolis due à la rotation du verre n'est pas négligeable parce que cette vitesse de rotation angulaire est bien plus grande que dans le cas de la Terre.

Cordialement,

[Pio2001]

La force de Coriolis s'exerce sur une particule se déplaçant par rapport à un référentiel en rotation.

De quel déplacement parlez-vous ?

[invite7ce6aa19]

La force de Coriolis s'exerce sur une particule se déplaçant par rapport à un référentiel en rotation.

De quel déplacement parlez-vous ?

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Dans ce problème il n'y pas de Force de Coriolis et encore moins de pompage d'Ekmann.

[pmdec]

Bonsoir,
Il y a une explication à ce phénomène, pour le moins étonnante quant à son auteur (Einstein !), ici :
http://www.fast.u-psud.fr/~moisy/sfp02/MoisySFP.html (3ème paragrphe).

La note est particulièrement savoureuse : "On raconte qu'Einstein aurait, grâce à cette explication, contenté la curiosité de Mme Schrödinger, que son mari ne parvenait à satisfaire..."

[invite7ce6aa19]

Bonsoir,
Il y a une explication à ce phénomène, pour le moins étonnante quant à son auteur (Einstein !), ici :
http://www.fast.u-psud.fr/~moisy/sfp02/MoisySFP.html (3ème paragrphe).

La note est particulièrement savoureuse : "On raconte qu'Einstein aurait, grâce à cette explication, contenté la curiosité de Mme Schrödinger, que son mari ne parvenait à satisfaire..."

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Le site que tu as cité est très intéressant.
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En rapport avec la tasse de thé il explique l'origine de la circulation secondaire du au frottement au fond de la tasse. (J'aime pas trop parler de forces centrifuges qui n'existent pas).
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Mon explication est liée a la circulation primaire. Si la tasse était un cylindre infini je pense que le thé se concentrerait au centre quand même. Cette situation est analogue à 1 dépression atmosphérique conséquence du mouvement de rotation.
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si on tiend compte de la circulation secondaire des feuilles suffisamment légères devraiement même monter. Par contre la localisation centrale (axiale) est le résultat de la circulation primaire.
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[pmdec]

Bonsoir,

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Le site que tu as cité est très intéressant .../...

Je suppose que tu te doutes à l'occasion de quelles "recherches" j'étais "tombé" sur ce site
A+,
PM

[invite7ce6aa19]

Bonsoir,Je suppose que tu te doutes à l'occasion de quelles "recherches" j'étais "tombé" sur ce site
A+,
PM

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Bonsoir,

Non pas vraiment. Enfin çà peut-être un rapport avec le bol et le café.
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En tous cas c'est vraiment très intéressant car les problèmes des instabilités en mécanique des fluides sont très très nombreux, et ceux là je ne les connaissait pas du tout. Je prendrais le temps de les étudier à la loupe. par contre je connais très bien les techniques mathématiques pour les étudier.