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Sables mouvants : Archimède a bon dos je trouve

  1. mortevielle

    Date d'inscription
    juin 2010
    Messages
    124

    Re : sables mouvants : Archimède a bon dos je trouve

    Bonjour,

    Est ce que ça ne dépend pas de la densité des particules de terre ou de sable, ou plutôt est ce que notre solide se dissous dans l'eau ?
    Si il ne se dissous pas (sable) alors il plonge au fond et ne participe pas à la poussé d’Archimède sinon oui (argile).

    BAV

    -----

     


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  2. mazda2

    Date d'inscription
    décembre 2017
    Messages
    40

    Re : sables mouvants : Archimède a bon dos je trouve

    Citation Envoyé par mortevielle Voir le message
    Bonjour,

    Est ce que ça ne dépend pas de la densité des particules de terre ou de sable, ou plutôt est ce que notre solide se dissous dans l'eau ?
    Si il ne se dissous pas (sable) alors il plonge au fond et ne participe pas à la poussé d’Archimède sinon oui (argile).

    BAV
    si le solide est dissout il ne s'agit plus d'une suspension et le problème ne se pose plus .

    je vais tenter une explication , commentaires bienvenus :

    * en suspension dans un liquide une particule solide est soumise aux chocs des molécules d'eau qui l'entourent ( mouvement brownien ) lorsque ces suspensions arrivent au contact du densimètre elles échangent elles aussi une quantité de mouvement avec le densimètre et donc participent à la poussée vers le haut ( comme les molécules d'eau )
    * si elles décantent elles sont alors au repos au fond et sont alors mécaniquement inertes .
    * pendant la décantation ces particules possèdent une composante de la vitesse dirigée vers le bas et leur échange éventuel de qdm est moins efficace et la densité apparente doit tendre vers celle du liquide .

    cela est-il plausible pour la partie poussée ( pression ) exercée sur un corps ( densimètre ) ?
    Dernière modification par mazda2 ; 12/01/2018 à 08h27.
     

  3. mazda2

    Date d'inscription
    décembre 2017
    Messages
    40

    Re : Sables mouvants : Archimède a bon dos je trouve

    à la réflexion mon explication n'est pas très convainquante car elle n'explique pas pourquoi ces chocs seraient plus "efficaces" que ceux des molécules d'eau sauf si elles ont des vitesses moyennes identiques à celles des molécules d'eau . Problème de thermodynamique statistique ?
    Dernière modification par mazda2 ; 12/01/2018 à 08h47.
     

  4. mazda2

    Date d'inscription
    décembre 2017
    Messages
    40

    Re : Sables mouvants : Archimède a bon dos je trouve

    "sauf si elles ont des vitesses moyennes identiques à celles des molécules d'eau "

    une belle ânerie que j'ai écrite .. surtout pour des grains de sable !!
     

  5. ecolami

    Date d'inscription
    juillet 2006
    Localisation
    Seine & Marne
    Âge
    65
    Messages
    2 113

    Re : Sables mouvants : Archimède a bon dos je trouve

    Bonjour,
    Je ne sais si l'explication fait intervenir l'agitation thermique de l'eau par rapport aux particules ou si c'est une manifestation de la pesanteur terrestre.
    Pour que la suspension existe il faut que la distance entre les grains soit telle que les forces d'adhérences (forces de Van der Wals) n'aient pas rassemblés les grains. Cela correspond a un certaine distance entre eux (très petite) et donc qu'il y ait autour de chaque grain une certaine épaisseur d'eau. Mais cela n'explique pas la densité mesurée avec un densimètre a flotteur.
     


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  6. mazda2

    Date d'inscription
    décembre 2017
    Messages
    40

    Re : Sables mouvants : Archimède a bon dos je trouve

    bonjour ;
    Citation Envoyé par ecolami Voir le message
    Bonjour,
    Je ne sais si l'explication fait intervenir l'agitation thermique de l'eau par rapport aux particules ou si c'est une manifestation de la pesanteur terrestre.
    il me semble qu'on touche là à une question de base : sans l'agitation thermique moléculaire un liquide :
    1) serait-il encore un liquide "complet" avec toutes ses caractéristiques ?
    2) en particulier pourrait-il alors transmettre une pression dans toutes les directions ? Personnellement je réponds par la négative mais est-ce correct ? C'est pour cela que j'ai suggéré la piste de l'agitation thermique la pesanteur n'ayant qu'une action verticale vers le bas ne peut expliquer une poussée supplémentaire vers le haut : il faut bien changer la direction des forces et ça ne peut se faire , je pense , qu'en mettant en jeu des chocs et donc en faisant intervenir des échanges de qdm .
    Dernière modification par mazda2 ; 12/01/2018 à 13h19.
     

  7. mazda2

    Date d'inscription
    décembre 2017
    Messages
    40

    Re : Sables mouvants : Archimède a bon dos je trouve

    d'ailleurs pour abaisser l'agitation thermique on baisse la température et on arrive à l'état solide et le mouvement brownien est fortement atténué . La pression ne se transmet plus que selon une direction privilégiée si on néglige les déformations éventuelles .
     

  8. plumele

    Date d'inscription
    octobre 2017
    Messages
    232

    Re : Sables mouvants : Archimède a bon dos je trouve

    Bonjour,, je crois savoir que c'est un peu plus complexe que ce que j'ai pu lire ici.

    Il y a des phénomèmes qui sont particuliers aux mileux granulaires
    c'est d'ailleurs sous ce terme qu'il faut faire des recherches

    une petite idée ici avec cette vidéo de vulgarisation qui parle de sable et qui montre vers la fin qu'un mélange de sable et d'eau sous pression tend à s'étendre.
    https://www.youtube.com/watch?v=1Uhbki--UPw

    pour aller plus loin, voici un document de 126 pages intitulé :
    "incorporation de liquide dans un milieu granulaire, mécanisme du mélange"
    https://hal.archives-ouvertes.fr/fil...u_mA_lange.pdf

    la réponse devrait s'y trouver
    Bonne lecture
     

  9. mazda2

    Date d'inscription
    décembre 2017
    Messages
    40

    Re : Sables mouvants : Archimède a bon dos je trouve

    lecture intéressante mais malheureusement ce texte ne traite pas du cas d'une suspension mais il parle plutôt d'érosion

    * après m'être documenté sur l'agitation thermique j'abandonne cette piste car les particules habituelles ( surtout le sable ) ont des masses bien trop élevées pour y être sensible . Donc statu quo .
     

  10. mortevielle

    Date d'inscription
    juin 2010
    Messages
    124

    Re : Sables mouvants : Archimède a bon dos je trouve

    Bonjour,
    merci pour le lien, ainsi le sable se seche lorqu'on marche dessus, c'est parce qu’il se dilate (bien que l'on s'enfonce quand meme )
    il pousse ses voisins et l'eau a plus de place, ca explique en partie les sables mouvants.

    Je pense qu'il faut distinguer le cas de melanges granulaires ou des granulats sont en suspension dans l'eau, des mélanges solides ou de l'eau est présente dans ceux ci

    Pour revenir à notre mélange granulaire :
    Pour notre mélange granulaire on peut penser que :
    - si la densité des granulats est plus grande que 1 ils coulent. Ils ne devraient pas participer à la poussée d'archimède ou alors transitoirement (sauf pour un corps au fond)
    - idem si elle est plus petite que 1 (sauf pour un coprs en surface)
    - si elle est egale à 1, on peut raisonablement penser que nos granulat on un mouvement brownien.
    D'un point de vue macroscopique comme la poussée d'archimède est egale au poid du volume d'eau deplacé, cela ne devrait pas changer la valeur de la poussée d'archimède puique le poid de l'eau n'est pas changé mais finalement on n'est pas sur que archimede reste correct
    D'un point de vue microscopique, la poussée d'archimede est due à la différence de pression entre la partie supérieure du solide et la partie inférieure, due au champ de gravité. Avec des particules de grosse taille, la fréquence du nombre de choc par minute devrait diminuer mais la quantité de mouvement transférée par un choc augmenter (car la particule est plus grosse q'une molécule d'eau). Avec un gaz parfait ca devrait facilement être montrable, pour de l'eau je ne sais pas

    bav,
     

  11. mazda2

    Date d'inscription
    décembre 2017
    Messages
    40

    Re : Sables mouvants : Archimède a bon dos je trouve

    une piste malheureusement inexploitable en l'état :

    "Buoyancy forces in nonuniform dispersions are considered. Using a thermodynamic approach it is shown that Archimedes principle, which holds in cases of pure fluids and uniform dispersions, is incomplete in the case of nonuniform dispersions. For nonuniform dispersions the Archimedes force density must be augmented by two diffusion‐type buoyancy force densities which are dependent on the expectation of particle size and density. The generalized buoyancy force consists of three vectors that may have different directions. It is shown that the effect of buoyancy diffusion is pronounced at diffusion fronts, being enhanced by aggregative motion of particles. Finally, the effect of buoyancy diffusion is expected to prevail over Brownian diffusion in the post‐micron particle size range."
     

  12. mortevielle

    Date d'inscription
    juin 2010
    Messages
    124

    Re : Sables mouvants : Archimède a bon dos je trouve

    Bonjour,

    merci pour le commentaire
    Peut être le sujet devient un peu trop pointu, mais je me permet d'essayer de comprendre, meme si je ne reponds plus à la question.

    Votre article traite de la répartition de grains de taille et de masse différente dans un liquide. Les grains de densité plus lourde que le liquide sont attirés vers le fond, via les forces de flottabilité, mais les effets de leur vitesse (mouvement brownien) les maintien à une certaine hauteur (La fonction de répartition ne doit pas être simple à obtenir). Inversement pour les corps plus léger. Ainsi un corps macroscopique plongé dans le liquide subira une poussé Archimède variable en fonction de sa profondeur et des particules presentes.

    The generalized buoyancy force consists of three vectors that may have different directions

    Trois vecteur c'est un tenseur finalement

    Est ce que la direction des vecteurs de poussée est liée à la forme de mon objet macroscopique ? car si il n'est pas symétrique, il peut apparaître des force à gauche ou à droite.

    Finally, the effect of buoyancy diffusion is expected to prevail over Brownian diffusion in the post‐micron particle size range."

    Ca rejoint un peut ce que j'ai dit, le gradient de répartition n'est vrai que pour des particules intermédiaires, pour les particules plus grossses elles coulent ou elles flottent.

    Je pense pas que cela concernent des particules de densité 1, quelque soit leur forme, néanmoins l'eau est un liquide délicat à modéliser je peux me tromper

    Bav
     

  13. mazda2

    Date d'inscription
    décembre 2017
    Messages
    40

    Re : Sables mouvants : Archimède a bon dos je trouve

    bonjour ;

    1) pour appliquer le calcul poussée = poids du fluide déplacé il faut absolument que le fluide déplacé soit en équilibre avec son environnement et donc dès que le fluide est "complexe" ( suspension par exemple ) se pose entre autres questions celle des diffusions possibles ( différences de concentration d'une espèce en suspension par exemple ) . C'est probablement ce que souligne le court extrait ci-dessus . Mais il est probable qu'il y a d'autres paramètres comme par exemple des interactions entre particules en suspension . Sans accès au texte complet comment le savoir .

    2) dans le champ de pesanteur une suspension ne peut pas être véritablement homogène : une sédimentation s'opère obligatoirement si densité > 1 et donc des transports de matière doivent se produire ; quelle est leur influence sur un densimètre par exemple ? Pour une particule au sein du liquide peut-on utiliser Archimède en prenant alors F = Vp * 1 = poids du volume d'eau déplacé puisqu'elle remplace uniquement de l'eau et malgré la non homogénéité du milieu ? Questions ouvertes en ce qui me concerne .

    quant aux sables mouvants ...
     


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