Tube dans l'eau

[invite44f9947f]

Non, cher LPFR,

justement : il n'est pas dit que la Pression à l'entrée du coude soit nulle.

C'est ça qui me turlupine depuis quelques jours ! C'est pourquoi je recommande, toujours et à tous, d'être précis.

En effet, l'eau (ou l'air) qui rentre dans la section d'entrée (la tuyère) est déjà accélérée (sinon elle ne rentrerait pas).
Et donc, par Bernoulli, elle a déjà diminué sa Pression par rapport à la Pression ambiante...

Chiant, non ?

Mais alors, que dire quand le phénomène est inversé et que l'on rejette de l'air ou de l'eau ?
Quelle est la Pression à la sortie ?
Pour une fusée à eau, on dit toujours que la pression de l'eau est à pression atmosphérique (ambiante).

Mais dans notre tuyau, si il crache, on ne peut exclure d'avoir un fluide accéléré et également en surpression.
Par contre, si l'on accélère un fluide (par un ventilateur ou une turbine comme celle d'un aspirateur), le fluide est accéléré et donc en dépression...

Super-chiant, non ?

Ah nos pauvres esprits !

Bernard
-----

[calculair]

Pour les pertes de charge, non : on n'en tiendra pas compte. ce serait trop compliqué !
Mais sans prise en compte de ces pertes de charges, il y a déjà du boulot... et un résultat à la clé...
Autrement dit : la réponse à la question de Feynman ne tient pas dans les pertes de charge.

Bravo, Calculair pour ton calcul Mais tu as dû te tromper quelque part.

Et puis, pourquoi n'utilises-tu pas le théorème de Guldin sur les volumes toriques ? Il est très intuitif !
En particulier, si tu nommes S le section du coude, le volume d'un de ses éléments est simplement S Rda..., puisque (théorème de Guldin) le volume d'un élément de tore (de section quelconque, celle-ci peut être carrée) est égal à sa section par le "déplacement" du Centre de Gravité de sa section (par "déplacement" tu comprends ce que je veux dire).

J'ai écrit un texte sur la réaction sur un coude de conduite. Ça reprend exactement ton calcul de la force centrifuge. Donc félicitation. Si quelqu'un veut y avoir accès...

Amicalement,

Bernard

Tu as raison, cela simplifie bien les choses; J'avais trouvé

F = (rho) pi h² V²/4 ou en introduisant la section S , F =(rho) pi S V²/4

Si je dis que la masse d'eau dans le coude est m = (rho) S R pi/4

Que la vitesse du fluide est V

Alars la force de reaction centrifuge est F = (rho) S R pi/4 V² /R

F = (rho) S pi V² /4, on retrouve la même chose.

Reste à projeter cette force sur la perpendiculaire a la branche du tourniquet pour calculer le moment par rapport à l'axe de rotation , il faut multiplier par le cos 45°.



La pression dynamique liée à la vitesse V du fluide est P = 1/2 (rho) V²

On pourrait donc ecrire F = P S pi / 2

Loin de la buse la pression est P', et la vitesse de l'eau est V= 0

On a donc P' = P + P", P" etant la pression statique dans la buse

P" = P'- P

Ai je oublié une force quelque part ?

[obi76]

Donc dans le tube il doit y avoir 2 pressions au niveau du coude.

Une que je qualifierai de positive résultante de la modification de la quantité de mouvement du fluide
Une "négative" due à la dépression que l'on créé dans le tube (depression aussi due à la vitesse du fluide).

Si la somme des 2 est supérieur à la pression ambiante, le tourniquet recule
s'ils sont égaux il reste sur place
Si la somme des 2 est négative, il avance

Ne reste plus qu'à quantifier tout ça

[invite20ae9842]

Rerebonjour,

Non, cher LPFR,

justement : il n'est pas dit que la Pression à l'entrée du coude soit nulle.

Je pense moi aussi que cette pression n'est pas nulle. En outre, elle ne doit pas être comparée à la pression qui règne dans le voisinage immédiat de l'entrée.

Prenons un coude de section carrée tournant de 90° en formant un angle droit bien net, un "coin", fermé à ses deux "extrémités" (ses deux entrées ou sorties si vous préférez) grâce à des bouchons parfaitement hermétiques, et soumettons le à une pression interne.
Il est hors de question qu'il se mette à bouger tout seul, donc les forces dues à la pression agissant sur les deux bouchons, et dont les axes sont à 90° l'un par rapport à l'autre sont compensées quelque part ailleurs sur le coude.
Or justement, la surface de la paroi du coude côté "extérieur du virage" est un peu plus grande que la surface de la paroi du coude côté "intérieur du virage", c'est là que s'applique la pression qui compense les efforts sur les bouchons.
J'ai joint un dessin où l'on peut voir à gauche un coude fermé où la force PS1 est compensée par PS2, et PS3 par PS4, tandis qu'à droite, le coude est ouvert, et si un fluide sous pression y circule, les forces dues à la pression statique sur la paroi du coude côté "extérieur du virage" (PS1 et PS3) ne sont plus compensées, et elles viennent s'ajouter à la force due à la modification de la quantité de mouvement du fluide.
Tout cela pour dire que l'effort du à la pression statique vient de la différence entre la pression intérieure du coude et la pression extérieure certes, mais dans la zone proche de ce que j'appelle "l'extérieure du virage", et pas dans le voisinage immédiat de l'entrée.
C'est pour cela qu'il est tout à fait normal d'avoir une différence de pression, et si on est dans un cas d'aspiration, cette différence de pression donne un résultat négatif, donc le produit PS est négatif et contrarie la force due à la seule modification de la quantité de mouvement.

Amicalement, Alain

[calculair]

A l'attention de Bernard de Go Mars principalement et à tous,

En complement de mon message N°62
J'ai regardé ton documents du message 59 et je suis d'accord avec ton calcul. Je suis allé un peu vite pour calculer la resultante des forces centrifuges de reaction.

Apres il faut bien estimer les moments qui vont faire tourner le tourniquets.


Bernoulli est d'un grand secours, il permet de quantifier les pressions et cela pemet d'y voir plus clair. C'est vrai que ce n'est pas evident.

[obi76]

Donc, traduction du post 64 : la pression statique n'a aucun effet sur le couple.
Reste la pression dynamique...

[invite44f9947f]

Ouille, cher Aroll,

je t'encourage fortement à essayer de ressentir ce qui se passe ici et là avec la pression. Pour moi, l'intuition est l'essentiel de la physique !
Mais par contre il est difficile de te comprendre...

Si tu veux dire, comme le traduit Obi76, que la pression statique n'entre pas en jeu dans notre problème : d'accord !

C'est ce que je pense : la pression ne change pas dans le tube. Bien sûr c'est idiot de dire ça, puisqu'il y a des forces dans le coude, mais on les quantifie par les Quantités de Mouvements et ça suffit...

Donc Calculair est d'accord avec mon calcul présenté au message 59. C'est positif. Il se dégage donc que l'effort tangentiel F sur le coude (effort qui fera tourner l'ensemble) est bien rhô V²S, énoncé simple s'il en est...

Il reste alors à décompter la force sur la section d'entrée (la tuyère), qui ferme la frontière du système...
Quelle est la pression sur cette section d'entrée ? Le liquide entrant ayant acquis la vitesse V , la loi de Bernoulli impose qu'il en ressente une dépression valant -1/2 Rhô V²...

Malheureusement, ainsi que je le disais plus haut : ça ne fait pas le compte...

Ne manque-t-il pas la prise en compte des Quantité de Mouvement entrant ?

Amicalement,

Bernard de Go Mars !

[calculair]

Tu dis que tu ne trouves pas ton compte, je suis un peu etonné.....

Nous pourrions peut être inverser le raisonnement

Le milieu dans le quel est plonge le tourniquet pourrait se confondre à la fusée à eau qui chasse l'eau dans le tourniquet ! ( au lieu de l'atmosphère )

Le milieu subit donc une poussée comme la fusée

Comme l'action = la reaction, le tourniquet subit la même force que le milieu consideré comme une fusée

Le tourniquet ensuite devie le jet et il recoit alors une force supplémentaire que tu as calculé.

Le raisonnement est osé et malheureusement indirect, et je ne sais pas s'il est vraiment valable, mais il peut séduire. Resistera t il à nos analyses...... Je commence d'ailleurs à douter....

[invite44f9947f]

Oui, cher Calculair, mais c'est trompeur parce qu'un jet qui rentre dans un tube ne crée pas de force sur ce tube (si l'on néglige les forces de friction, ce qui est notre option dans cette réflexion).

Ce n'est que lorsque le jet vient à être dévié par un coude que ce coude reçoit une réaction du jet.

C'est d'ailleurs une possibilité qu'on a de mesurer la force de propulsion d'une fusée : disposer une plaque à 45° dans l'axe de la tuyère et mesurer les forces qui s'exercent dessus... Et le calcul indique que la force sur la plaque (mesurée dans la direction du jet) est égale à la Poussée de la fusée !

Sinon, ce type de raisonnement indirect est fort intéressant : c'est le genre de raisonnement qui nous fait progresser...
-----------------------------------------------------------

Je voudrais d'ailleurs repréciser qu'il y a deux méthodes pour réfléchir aux forces s'exerçant sur un système : la méthode externe, très brillante (genre Quantité de Mouvements) et la méthode interne, à savoir la sommation des forces (de pressions, dans notre cas) sur les parois matérielles du système...

Ce qui m'intéresse, dans cette discussion c'est de concilier ces deux modes de réflexions... (à l'origine de ma participation à la discussion était mon désir de retrouver la partie cachée de la Force des fusées à eau)

Amicalement,

Bernard de Go Mars !

[calculair]

Je te confirme qu'effectivement le fait qu'un qui fluide penetre dans un tuyau cela ne produit aucune force. La traversée d'un trou ne produit pas de force.
Il reste effectivement les forces de frictions, qu'il convient sans doute de negliger ici.

Je comprend qu'il est absolument necessaire de faire le calcul de 2 manières differentes pour être certain de ne pas dire des bêtises, et sutout dans ce cas ou les choses ne sont pas 100% evidentes.

Pour revenie à ton calcul du message 59, je ne vois pas quelle force est passée aux oubliettes. Quand tu dis le compte n'y est pas, l'erreur est de quelle importance ? comment les mesures ont elles ete faites ?

Parfois pour faire un truc qui marche bien, cela conciste à modifier le machin pour qu'il donne des resultats proches du theorique.

Je ne pense pas que l'erreur vient de la theorie ( je verifie encore une fois car il faut être prudent )

[invite20ae9842]

Bonjour,

Ouille, cher Aroll,

je t'encourage fortement à essayer de ressentir ce qui se passe ici et là avec la pression. Pour moi, l'intuition est l'essentiel de la physique !
Mais par contre il est difficile de te comprendre...

Si tu veux dire, comme le traduit Obi76, que la pression statique n'entre pas en jeu dans notre problème : d'accord !

Tout le monde est d'accord pour dire que le système tourne lorsqu'il crache de l'eau, et cela quelque soit le débit, et la vitesse d'éjection, seule la vitesse de rotation changera, mais que ce soit doucement ou vite, il tournera.
Le problème se passe uniquement en aspiration, pourtant l'effort du fluide sur le coude pendant le changement de direction se fait dans le même sens que l'on aspire ou que l'on souffle.
Nous pouvons donc faire l'expérience en mesurant très exactement le débit et la vitesse de l'eau dans le tube pendant l'aspiration, tout en constatant que le système ne tourne pas. Nous pouvons ensuite recommencer en inversant le sens de l'eau (cette fois ça souffle) pour constater que le système tourne alors que le débit et la vitesse de l'eau dans le coude sont strictement les même que lors de la phase aspiration pendant lesquels rien ne s'était passé.
Si débit et vitesse sont les même dans chaque cas, il faut chercher ailleurs ce qui différencie ces cas.
Dans l'équation 5.15 du document PDF que j'ai donné hier, la pression statique intervient bien dans le calcul de la force; cela peut te paraître surprenant, mais c'est comme ça; et c'est pour cette raison que j'ai joint des dessins montrant comment la pression statique totalement contrecarrée dans un système de coude fermé, ne l'est plus dans un système ouvert.
Bien sûr s'il y a force, il doit y avoir une traduction en terme de quantité de mouvement quelque part, mais rejeter l'influence de la pression statique dans ce cas, simplement parce qu'on ne trouve pas (encore) sa traduction en terme de quantité de mvt ne me parait pas être une bonne idée.
Il faut remarquer que si l'on accepte l'idée de l'influence de la pression statique, on peut expliquer aussi autre chose: au moment où l'aspiration débute, et pendant un très bref instant, la pression statique dans le tube à déjà chuté (l'info se déplace à la vitesse du son) alors que, du fait de son inertie, l'eau n'a pas encore accéléré jusqu'à la vitesse correspondante à la force d'aspiration, il en résulte que la force due à l'effet "pression statique basse" devance de quelques instants la force due à la déviation de l'eau dans le coude, et le tuyau d'aspiration a, pendant ce tout petit instant, un léger mouvement, presque un soubresaut, vers l'avant.

Sur le même document PDF, il y a, concernant les forces dans un tube à la fois coudé et convergent l'équation 5.12 qui donne la force Fx=P1*S1-P2*S2*Cosa+rho*V2*S2*(V1-V2Cosa).
Avec: P1: la pression statique dans la partie large.
S1: la section de la partie large.
P2: la pression statique dans la partie étroite.
S2 la section de la partie étroite.
a: l'angle que fait le coude.
V1: la vitesse du fluide dans la partie large.
V2: la vitesse du fluide dans la partie étroite.
S'il n'y a pas de coude, a=o et Cosa=1 (on a un simple convergent).
On a donc:
Fx=P1*S1-P2*S2+rho*V2*S2*(V1-V2).
Ou,en préférant jouer avec le débit massique (q):
Fx=P1*S1-P2*S2+q*(V1-V2).
Il s'agit donc de la force exercée sur un convergent, je me demandais si cela ne t'intéresserait pas pour ta recherche des forces intérieures dans une fusée à eau.

Amicalement, Alain

[pmdec]

Bonjour,

Juste une petite remarque sur une expérience facile à faire dans un baignoire avec la pomme de douche :

Il faut d'abord dévisser un peu le tuyau d'arrivée pour décaler la douche de 90° par rapport à sa position habituelle (et revisser !). Les jets crachent alors "tangentiellement" à l'axe du tuyau, ce qui permet, en tenant le tuyau serré dans la main de fabriquer une sorte de balance de torsion : avec l'eau ouverte, on arrive à maintenir la douche dans une position fixe, le tuyau en se tordant sur lui-même (axialement) faisant office de ressort de rappel.

Or, on constate que la poussée de la douche est beaucoup moins forte quand elle crache dans l'eau que quand elle crache dans l'air. Pourquoi ?

Autre remarque : s'il n'y avait pas de frottements de l'eau contre le tuyau, y aurait-il une force de recul (tuyau droit) ? Comment cette force se transmet-elle au tuyau ?

Encore une remarque : avec un aspirateur qui peut se brancher "à l'envers", il est clair que quand on souffle, il y a une "poussée" du tuyau, alors que quand on aspire on ne ressent aucune traction (ni poussée) sauf quand on s'approche d'un obstacle. Est-ce que ça ne pourrait pas être lié à une autre différence importante entre les deux "régimes" : quand on souffle, il y a un effet "loin" (on peut faire bouger un objet léger à plus d'un mètre), ce qui n'est pas le cas en aspirant : quand on souffle, "par inertie" une "colonne d'air" continue tout droit, alors que quand on aspire, l'air qui entre dans le tuyau vient de partout sauf du volume occupé par le tuyau.

Dernière remarque : est-ce que la solution à votre problème n'aurait pas un rapport avec le mode d'avancement des bateaux jouets "put-put" ?

En espérant de pas être trop hors sujet ...
PM

[invite44f9947f]

Merci ,cher Aroll,

pour cette idée de quantification des forces exercées sur le convergent d'une fusée à eau. J'ai déjà réalisé ce calcul, mais par une autre voie (Bernoulli et Conservation des débits massiques). Il faudra que je vérifie si l'on aboutit au même résultat de ces deux façons.

Quant au problème de l'influence de la pression statique, il y a là un problème de terminologie et peut-être de ma part une faute.

Quand je parlais de pression statique, c'était de la pression du fluide immobile autour de l'expérience (la pression atmosphérique dans l'air). Comme elle agit de tous les côtés de notre système, on peut la négliger.

Revenons aux principes de mécanique des fluides (ça ne peut pas faire de mal) :

Et en particulier à la loi de Bernoulli. Cette loi exprime qu'un fluide accéléré voit sa pression P diminuer.

La loi de Bernoulli énonce l'énergie totale (constante) d'une particule de fluide :

P + 1/2 rhô V² = Cste

Dans cette équation, P est la pression réelle du fluide : c'est celle que l'on peut mesurer physiquement avec un manomètre, mais à condition d'en orienter correctement l’entrée. C’est surtout celle qui agit sur les parois de l’objet sur (dans) lequel le fluide s’écoule…


On appelle souvent P la pression statique et 1/2 rhô V² la pression dynamique, l’ensemble constituant la Pression Totale. En fait, comme le fait fort judicieusement remarquer le Wiki-rédacteur de l’article http://fr.wikipedia.org/wiki/Tube_de_Pitot , 1/2 rhô V² n’est pas une pression. C’est plutôt « une possibilité de pression » (comme une somme d’argent n’est pas un plaisir, mais une possibilité d’y accéder).

Cette possibilité de pression 1/2 rhô V² ne se concrétise en une pression réelle qu’au point d’arrêt d’un écoulement (la pointe avant d’un avion ou la calandre d’une automobile).

Mais attention, la Pression statique (pression locale sur une paroi de l’objet) est elle-même dépendante de la Pression Atmosphérique…

Enfin bref, j’ai beau avoir écrit des centaines de pages sur l’aérodynamique (‘‘Le Cx des fusées’’, par exemple, voir mon site), je peux encore m’emmêler les pinceaux : nous sommes des robots qui appliquons bêtement les équations comme on nous a appris à le faire !

C’est ce qui fait que pour un problème particulier, comme ce Tourniquet de Feynman, nous nous retrouvons complètement démunis !!

Comme le sous-entendait LPFR, il y a de quoi avoir honte !
Amicalement,

Brnard de Go Mars !

[invite44f9947f]

Cher Aroll, tu écris :
>>>>>>>>au moment où l'aspiration débute, et pendant un très bref instant, la pression statique dans le tube à déjà chuté (l'info se déplace à la vitesse du son) alors que, du fait de son inertie, l'eau n'a pas encore accéléré jusqu'à la vitesse correspondante à la force d'aspiration.<<<<<<

>>>>>>>>>Il en résulte que la force due à l'effet "pression statique basse" devance de quelques instants la force due à la déviation de l'eau dans le coude, et le tuyau d'aspiration a, pendant ce tout petit instant, un léger mouvement, presque un soubresaut, vers l'avant.<<<

Ça c'est vraiment très intéressant. Je n'y avais jamais songé ! C'est un truc à potasser !

Bernard

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Comme on pouvait s'en douter le problème n'est pas nouveau. Je suis allé voir ce qui se passe chez les anglophones. Une petite recherche nous donne quelques références à lire:

-Un court résumé historique et actuel de la situation ici à lire en premier.

-ici on trouve la description d'une démonstration en amphi:
18.3.4.12 Air rotator with deflectors, Feynman inverse sprinkler
Run an air sprinkler then mount deflectors to reverse the jet. Place an air jet Hero's engine in a bell jar and pump out some air. The inverse sprinkler moves in a direction opposite to that of a normal sprinkler. An inverse sprinkler made of soda straw in a carboy exhibits no motion due to conservation of angular momentum.

-une courte entrée en wikipedia.

- ici on trouve une démonstration avec vidéo qui donne des résultats différents que ceux trouvés par Feynman et par moi même (pardon, mais les opportunités de me mettre à côté du maître sont rares). Mais je trouve la vidéo peut convaincante car elle ne dure pas longtemps.

-ici se trouve la référence à un article qui malheureusement est payant et que je n'ai pas acheté. Mais dans le resumé on peut lire:
"Both effects result in a steady-state acceleration of the inverse sprinkler in a direction opposite that of the normal sprinkler. Also presented is a more detailed analysis than the one given in the original paper to explain the steady-state behavior of the inverse sprinkler."

qui laisse un peu rêveur.

Dernière remarque : est-ce que la solution à votre problème n'aurait pas un rapport avec le mode d'avancement des bateaux jouets "put-put" ?

Oui, c'est probable. Je me suis posé la même question ces jours-ci, avec ce jouet qui m'a toujours intrigué. J'avais attribué le mouvement à l'asymétrie entre l'absorption d'eau (lente) et le crachat (violent). Mais ce n'était pas très satisfaisant. C'était un peu "botter en touche".

Encore une remarque : avec un aspirateur qui peut se brancher "à l'envers", il est clair que quand on souffle, il y a une "poussée" du tuyau, alors que quand on aspire on ne ressent aucune traction (ni poussée) sauf quand on s'approche d'un obstacle.

Ça c'est une bonne idée. Même si trouver un aspirateur qui puisse se brancher en souffleur est rare de nos jours, on peut toujours faire la manip du coude aspirant avec un aspirateur ordinaire (presque: pas avec des aspirateurs balais). On doit même trouver un coude parmi les accessoires inutiles.
Au revoir.

[invite44f9947f]

Cher Calculair,

tu écris:
>>>>Quand tu dis le compte n'y est pas, l'erreur est de quelle importance ? comment les mesures ont elles été faites ?<<<<

Ben il reste toujours à mon bon dieu de bordel de calcul une erreur de la moitié de la force faisant tourner le tourniquet, à savoir la moitié de rhô S V² !

C'est à dire que, si l'on retire la force s'appliquant sur la section d'entrée S du fait de la dépression des particules (dépression occasionnée par leur accélération) il reste encore une force de propulsion de 1/2 rhô SV² !

Une histoire de fou racontée à des débiles par un alzheimerien !

Bernard

[invite44f9947f]

Génial, cher LPFR !

Il semble donc, par exemple à la lecture de ton lien Wikipédia, que le débat continue !

Donc nous sommes toujours en course pour le prix Nobel !!!

Accessoirement, cela semble montrer :
-->que personne n'est capable de poser les bonnes équations
-->que Feynman lui-même ne connaissait pas la solution (contrairement à ce que j'ai prétendu, par inféodation naturelle à ce génie)
-->que ton expérience du lave-vaisselle est en droit de donner un résultat différent de celui de ta plus récente expérience
-->que mon expérience de la paille ne prête pas à débat : " An inverse sprinkler made of soda straw in a carboy exhibits no motion due to conservation of angular momentum."
(c'est moi qui souligne)(carboy veut dire "ballon d'essai") : je vous incite donc à réaliser vous-même cette expérience, avec une simple casserole !

C'est d'ailleurs une chose qui me trottait par la tête : il y a sans doute une différence entre une tuyère à pleine ouverture (la paille) et une tuyère à convergent (avec gicleur)...

Merci beaucoup cher LPFR pour ces liens !! Que je retourne explorer !

Bernard de Go Mars !

[obi76]

Course pour le prix nobel, il faut peut être pas pousser lol

Si on est pas capable de résoudre analytiquement, il y a belle lurette qu'on a déjà du faire les simulations nécessaires...

[invite44f9947f]

Effectivement, cher LPFR,
la vidéo de l'anti-tourniquet de Feynman n'est pas très explicite !
Et que veut dire, dans le texte qui commente cette vidéo :

http://www.physics.umd.edu/lecdem/se...osd3/d3-22.htm

"during the transient period while the water flow is starting" : cela semble dire qu'il y a un phénomène transitoire comme je l'ai noté sur mes pailles. Et d'ailleurs le mouvement sur la vidéo semble très court et donc on peut imaginer qu'il est du à un phénomène transitoire...
Mais le reste du texte :
"The angular speed of the head remains constant while the water flows at a constant rate, then ceases immediately when the water flow ceases."

semble contredire la phrase d'avant...

Amicalement,

Bernard

[invite44f9947f]

Quant au pop-pop boat,
je ne te suis pas, LPFR !

Ou plutôt je te suis sur ton ancien chemin : on peut très bien progresser en aspirant doucement à l'arrière et en expulsant violemment (à l'arrière, touhjours).
C'est ce que font les poulpes et les méduses...
F= QV

Mais pour la récupération de la masse d'eau par l'arrière, on rejoint notre problème du tourniquet de Feynman...

Bernard

[invite6dffde4c]

Encore une remarque : avec un aspirateur qui peut se brancher "à l'envers", il est clair que quand on souffle, il y a une "poussée" du tuyau, alors que quand on aspire on ne ressent aucune traction (ni poussée) sauf quand on s'approche d'un obstacle. Est-ce que ça ne pourrait pas être lié à une autre différence importante entre les deux "régimes" : quand on souffle, il y a un effet "loin" (on peut faire bouger un objet léger à plus d'un mètre), ce qui n'est pas le cas en aspirant : quand on souffle, "par inertie" une "colonne d'air" continue tout droit, alors que quand on aspire, l'air qui entre dans le tuyau vient de partout sauf du volume occupé par le tuyau.

Bonjour.
Je trouve cette remarque très inspirante, surtout "...sauf quand on s'approche d'un obstacle"
En effet, quand on se rapproche d'un obstacle l'aspirateur l'attire (en réalité c'est l'air aspiré qui le pousse vers le tuyau). La loi d'action et réaction exige que nous sentions cette réaction dans le tuyau de l'aspirateur.
Mais quand il n'y a pas d'obstacle, l'aspirateur n'attire que de l'air mais en l'attirant il faut qu'il lui communique la quantité de mouvement qu'il aura dans le tuyau. Donc l'aspirateur exerce sur l'air une force F=(dm/dt)V. Le tuyau de l'aspirateur subit la même force dans le sens qui le fait avancer. Mais cette force est la même que celle qui le fait reculer au niveau du coude avec le sens opposé. D'où l'équilibre quand le tuyau aspire.
La différence quand le tuyau souffle est que le moment de l'air expulsé, reste dans l'air expulsé et ce n'est pas l'aspirateur qui va le freiner. Si le reste de l'atmosphère le freine, c'est elle qui fournira la force.

Reste à comprendre les "forces de l'intérieur" comme dit Bernard:
Pour que le tuyau puisse accélérer l'air il faut bien qu'il exerce une force sur ce dernier, et cette force ne peut venir que de la pression à la sortie (ici entrée) du tuyau qui doit être plus faible que la pression atmosphérique. La pression doit être, évidemment (dm/dt)V/S.
Il faut noter l'asymétrie du problème. Pour souffler de l'air la pression à la sortie du tuyau n'a pas besoin d'être supérieure à la pression atmosphérique, elle est en fait égale. Par contre, pour aspirer de l'air il faut que la pression à l'entrée (ancienne sortie) du tuyau soit plus faible que la pression atmosphérique.
La force qui compense le recul du tuyau, quand on aspire vient de la différence de pression entre le coude et l'entrée du tuyau.
Si on ignore les pertes de charge et la viscosité, les pressions avant et après le coude sont toujours égales. Égales à la pression atmosphérique quand on souffle et inférieures à la pression atmosphérique quand on aspire.

Cette fois je pense que j'ai compris et je suis satisfait.
Un énorme merci a Pmdec pour ses indications qui m'ont mis sur la voie .
Au revoir.

[invite6dffde4c]

Quant au pop-pop boat,
je ne te suis pas, LPFR !

Ou plutôt je te suis sur ton ancien chemin : on peut très bien progresser en aspirant doucement à l'arrière et en expulsant violemment (à l'arrière, touhjours).
C'est ce que font les poulpes et les méduses...
F= QV

Mais pour la récupération de la masse d'eau par l'arrière, on rejoint notre problème du tourniquet de Feynman...

Bernard

Re;
Oui, il est presque sur que les deux problèmes: le tourniquet et le pop-pop aient la même solution.
Quand aux pieuvres et autres décapodes, j'avais pensé, jusqu'à aujourd'hui que quand ils gonflaient le manteau ils devaient nager pour compenser la poussée. Maintenant je suis convaincu que non. Le fait d'absorber l'eau ne les fait pas ni avancer ni reculer (ça tombe bien: c'est lequel le sens avancement d'une pieuvre?).
A+

[obi76]

Pour souffler de l'air la pression à la sortie du tuyau n'a pas besoin d'être supérieure à la pression atmosphérique, elle est en fait égale. Par contre, pour aspirer de l'air il faut que la pression à l'entrée (ancienne sortie) du tuyau soit plus faible que la pression atmosphérique.

J'y avais pensé mais étant donné que l'expérience du tube bouché montre que la pression statique (donc par analogie la pression qu'on créé pour aspirer) n'a aucun effet...

Donc il est vrai que j'ai mieux compris, reste cette zone d'ombre. Pourquoi une pression statique égale dans tout le tuyau exercerai une force ?

[calculair]

J'ai repris rapidement ton calcul ci joint

Si il y a une buse en sortie, il faudra ajouter l'effet buse

Ou est la force manquante ???

[invite44f9947f]

Cher Pmdec,

tu écris :
>>>quand on aspire on ne ressent aucune traction (ni poussée) sauf quand on s'approche d'un obstacle<<<<<<

Je l'ai fait avec mon tourniquet en aspiration, ne serait-ce que pour vérifier qu'il rentrait bien de l'air à l'intérieur (puisque rien ne se passait). Comme j'avais les mains prises, j'approchais ma langue. Et la paille se plaquait évidemment sur ledit organe.

Il faut remarquer que ce plaquage ne se produit que lorsque la langue est très près ! On peut expliquer alors assez simplement ce plaquage par la diminution du débit (du fait de la proximité de la langue), ce qui diminue d'office la réaction du fluide dans le coude...

>>>> deux "régimes" : quand on souffle, il y a un effet "loin" (on peut faire bouger un objet léger à plus d'un mètre), ce qui n'est pas le cas en aspirant : quand on souffle, "par inertie" une "colonne d'air" continue tout droit, alors que quand on aspire, l'air qui entre dans le tuyau vient de partout sauf du volume occupé par le tuyau.<<<<

Oui, c'est troublant. Je ne sais si c'est signifiant. Mais en tous cas, lorsque les enfants observent ma soufflerie en fonctionnement, dans les écoles, ils sont surpris par le fait qu'il n'y a pas d'effet "loin" à l'entrée (comme tu dis) : l'air vient de partout et en tous cas une vitesse qui paraît insensible...

Et c'est assez difficile à comprendre et à admettre, d'ailleurs.
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Cher LPFR, si tu as tout compris (ce que n'avait pas fait Feynman !!!! ... et ce que personne n'a vraiment fait, apparemment), alors tu pourras nous expliquer.

En tous cas je relirai plusieurs fois ton message de victoire (je plaisante).

Amicalement,

Bernard...

[invite20ae9842]

Bonjour,

J'y avais pensé mais étant donné que l'expérience du tube bouché montre que la pression statique (donc par analogie la pression qu'on créé pour aspirer) n'a aucun effet...

Donc il est vrai que j'ai mieux compris, reste cette zone d'ombre. Pourquoi une pression statique égale dans tout le tuyau exercerai une force ?

Non, l'expérience du tuyau bouché montre que la pression statique n'a aucun effet quand le tuyau est bouché, et seulement quand le tuyau est bouché
Lorsque l'on prend un virage à la corde, on parcourt moins de distance que si on le prend "côté extérieure", de la même manière, et en considérant cette fois les surfaces, dans un tuyau coudé la surface "côté corde" est plus petite que l'autre. Lorsque le tuyau est bouché, c'est la pression sur les bouchons qui compense exactement cette différence comme je le montrais clairement sur un dessin il y a quelques posts; par conséquent, lorsque le tuyau est débouché, un déséquilibre apparaît, et c'est pourquoi les équations que l'on peut trouver dans le lien que j'ai donné précédemment tiennent compte de la pression statique.

A mon sens, la vision la plus simple est celle-ci:
Quand ils soufflent, les coudes agissent comme des fusées, et la quantité de mouvement communiquée à l'eau n'est, in fine, contrecarrée que par l'eau du bassin, pas par le tourniquet qui n'a donc pas à en subir les conséquences.
On est un peu dans la situation d'une fusée au décollage, même si ses gaz sont déviés par le sol sous le pas de tir, on considère qu'elle les a envoyés vers le bas et rien que vers le bas.
C'est ce que disait LPFR ici:

La différence quand le tuyau souffle est que le moment de l'air expulsé, reste dans l'air expulsé et ce n'est pas l'aspirateur qui va le freiner. Si le reste de l'atmosphère le freine, c'est elle qui fournira la force.

Par contre, quand on est en aspiration, on est dans la situation de la fusée qui veut soulever le pas de tir sur lequel soufflent ses gaz, ou l'hélicoptère qui veut soulever la boite dans lequel on l'a enfermé, le système communique à l'eau "entrante" une quantité de mouvement dans une certaine direction et un certain sens que le coude annule, c'est donc le même objet (le tourniquet) qui accélère l'eau puis "l'arrête" en quelque sorte en la déviant à 90°.
C'est aussi ce que disait LPFR ici:

Mais quand il n'y a pas d'obstacle, l'aspirateur n'attire que de l'air mais en l'attirant il faut qu'il lui communique la quantité de mouvement qu'il aura dans le tuyau. Donc l'aspirateur exerce sur l'air une force F=(dm/dt)V. Le tuyau de l'aspirateur subit la même force dans le sens qui le fait avancer. Mais cette force est la même que celle qui le fait reculer au niveau du coude avec le sens opposé. D'où l'équilibre quand le tuyau aspire.

Il l'a dit mais personne n'a relevé.

Et du point de vue des forces intérieures, il faut obligatoirement passer par les pressions statiques, la pression statique est maintenue plus faible à l'intérieur qu'à l'extérieur, et il y a justement plus de surface du côté du coude opposé à la sortie (cfr: virage à la corde Vs virage large).

Amicalement, Alain

[invite6dffde4c]

...Pourquoi une pression statique égale dans tout le tuyau exercerai une force ?

Re.
Quand on souffle la pression est la même partout: à l'intérieur comme à l'extérieur du tuyau. Pas de force.
Quand on aspire la pression est inférieure dans tout l'intérieur du tuyau que dans tout l'extérieur du tuyau. Tout s'équilibre, sauf pour l'entrée du tuyau.
Dans le dessin de gauche d'Aroll (message #64) PS2=PS4 < PS3=PS1.
PS1 est plus grand que PS2 et la force nette due à la pression est vers la gauche. Et c'est cette force qu'équilibre la force de changement du moment linéaire de l'eau au coude.
A+

[invite6dffde4c]

>>>> deux "régimes" : quand on souffle, il y a un effet "loin" (on peut faire bouger un objet léger à plus d'un mètre), ce qui n'est pas le cas en aspirant : quand on souffle, "par inertie" une "colonne d'air" continue tout droit, alors que quand on aspire, l'air qui entre dans le tuyau vient de partout sauf du volume occupé par le tuyau.<<<<
....
Cher LPFR, si tu as tout compris (ce que n'avait pas fait Feynman !!!! ... et ce que personne n'a vraiment fait, apparemment), alors tu pourras nous expliquer.

Re.
Oui il y a deux régimes. Mais quand ça aspire il y a quand même un effet au loin, même si c'est moins loin que quand on souffle. Si ce n'était pas le cas, les aspirateurs n'enlèveraient pas la poussière.
La différence vient que quand on souffle tout l'air a la même direction. Alors que quand on aspire, l'air vient de tout autour. Quand on souffle on communique du moment à l'extérieur, alors que quand on aspire on ne change pas la quantité de mouvement (si on néglige la partie de l'espace prisse par le tuyau.

Je crois avoir compris. Je croyais même avoir tout expliqué. Mais s'il y a des choses pas claires, vous n'avez qu'à me le dire et je verrai si je les ai vraiment comprisses.
A+

[invite44f9947f]

Aroll relève que LPFR avait dit :

>>>>Donc l'aspirateur exerce sur l'air une force F=(dm/dt)V. Le tuyau de l'aspirateur subit la même force dans le sens qui le fait avancer. Mais cette force est la même que celle qui le fait reculer au niveau du coude avec le sens opposé. D'où l'équilibre quand le tuyau aspire.<<<<<<<<<

C'est sans doute vrai, mais, quand on fait le calcul (du moins quand je le fais), ça ne fait pas le compte.

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Cher LPFR, une sugestion pratique d'expérience : si tu ajoutait des buses à ton anti- tourniquet de Feynman

[calculair]

J'avoue que je ne sens pas physiquement les explications de LPFR

Si on dois trouver une raison pour que cela ne bouge pas quand on aspire, il faut compenser la force que j'ai calculé dans le message 84

2 cas

1° Cas supposons que le tourniquet est dans le vide, je simule l'air qui rentre en envoyant une bille ou serie de billes dans le tube.
Le tube se mettra a bouger lors du choc des billes dans le coude. Il n'y a aucune force generée quand les billes entrent dans le tube

2°cAs
La force qui mettra les billes en mouvement est crée par le tube lui même, alors LPFR à raison.

Question , physiquement quel est le support de cette force dans l'air
La viscosite de l'air ? autre chose ?

Je conçois que LPFR à raison, Il faut bien creer la quantite de mouvement, mais physiquement c'est pas clair