TIPE 2013 Invariance et Similitude

[AA59]

Bonjour,

Je suis actuellement en prépa (PC*) et je bloque pour trouver un sujet pour mon tipe...
J'ai cherché des sujets sur des piles à éthanol/à combustible mais ça ne va pas car impossible de les construire nous-mêmes (prix...) donc si quelqu'un avait des idées pour m'aider à trouver un sujet ce serait génial! du moment que je puisse me baser sur une expérience faisable... merci d'avance!

PS : J'aime bien la mécanique des fluides et les ondes, j'ai donc pensé à un sujet sur les similitudes hydrauliques/électriques ou influence de différents paramètres sur la vitesse de propagation d'une onde par exemple...
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[Antoane]

Bonjour et bienvenue,

"Adaptation d'impédance dans une gouttière".
Si tu envois une "impulsion" d'eau dans la gouttière, tu vois qu'elle "rebondie" en arrivant au bout et qu'elle revient vers l'envoyeur. Comparer le tout à une ligne de transmission pour onde électromagnétique...
Expérimentation amusantes et assez simples, un peu de théorie si ça t'amuses. Quelles applications ? je ne sais pas trop, peut-être jeter un œil du côté des barrages qui s'effondrent... Après tout, la plus belle science, c'est celle qui ne s'applique pas forcément

...un sujet auquel j'ai pensé cet été en nettoyant mes gouttières...

[AA59]

Alors avant tout merci d'avoir répondu aussi vite! C'est vrai que l'analogie entre 2 domaines de la physique me plaisait bien et ça m'a l'air d'être un bon sujet mais par contre quand tu dis "impédance" dans une gouttière tu parles de quoi? Parce que l'impédance en électrocinétique je connais mais je vois pas le rapport avec une gouttière...
Merci pour toutes les réponses, elles sont les bienvenues!

[Antoane]

quand tu dis "impédance" dans une gouttière tu parles de quoi?

C'est bien ce qu'il te faut déterminer... Ce sera sans doute une formule fonction de la forme (section circulaire, triangulaire...) et des dimensions de la section de la gouttière.

Parce que l'impédance en électrocinétique je connais mais je vois pas le rapport avec une gouttière...

On parle ici d'impédance caractéristique d'une ligne de transmission. Soit une "ligne de transmission", par exemple un câble coaxial, au bout duquel on brache une résistance d'une certaine valeur R). Si tu envoies un front de tension, une impulsion dans la ligne, elle va se propager jusqu'au bout, puis :
- si R=0, elle va être réfléchie et revenir vers le générateur, ce qui peut l'endomager ;
- si R=infini, une impulsion négative va revenir vers le générateur, même remarque ;
- si R=Zc, l'impédance caractéristique de la ligne, tout va bien, il n'y a pas d'onde réfléchie.
Je te propose de chercher à faire le parallèle avec tes gouttières : vérifier que c'est le même principe puis déterminer Zc. Et accessoirement : à quoi correspond physiquement une impédance : peut-être une certaine forme de "bouchon" ?
Tu peux aussi t'intéresser à ce qui se passe si tu envoies des ondes d'eau de chaque côté de la gouttière : principe de superposition ?...

[A voir en vidéo sur Futura]

[Antoane]

Ex : http://herve.hollard.perso.sfr.fr/lignes.htm

[AA59]

Bonjour désolé de répondre assez tard :s alors le sujet me parait bien mais c'est juste les expériences qui me posent problème en fait comment pourrait-on faire pour la gouttière par exemple? Introduire un écoulement d'eau sans mettre de bouchon? Puis ensuite avec un bouchon et enfin trouver une résistance qui correspond parfaitement c'est ça? et que serait Zc dans le cas d'une gouttière? (analogie mécanique des fluides avec dP=Rh*Dv avec Z=Rh ici?...)
j'espère que vous m'aurez compris merci beaucoup pour votre aide!