Pression exercée sur un barrage

[invite88ef51f0]

J.Yves, juste par curiosité, d'où proviennent ces valeurs ? Je sais que la vitesse des vagues en eau peu profonde est , mais je ne vois pas d'où peut provenir le ...
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[invitee16ff47e]

Oui, la valeur que tu donnes c'est la vitesse de l'information "en amont" dans un fluide de hauteur h. En aval, hélas je ne connais pas d'explication qui tienne en quelques lignes, comme je le disais plus haut dans le fil. Tu peux retrouver ces valeurs en faisant des bilans de masse et de quantité de mouvement pour une tranche de fluide de largeur dx, ce qui te donne deux équations aux dérivées partielles couplées du premier ordre pour la vitesse du fluide et la hauteur, sous l'hypothèse que la vitesse du fluide ne dépend pas de z. Puis tu cherches une solution de ces équations qui ne dépend que de x/t, ce qui correspond aux conditions initiales de la rupture d'un barrage. Si ça t'amuse je pourrai t'en dire plus, c'est un vieil exo de colle qui traîne dans mes papiers

[invitee16ff47e]

Histoire d'être plus précis, les équations pour la hauteur et la vitesse du fluide sont


et si on cherche une solution fonction uniquement de , on trouve les relations et

[invitee1b97c78]

la je suis un peu perdu je comprend pas les symboles ki reviennt après chaque lettre dans la première équation sa veut dire dérivée?
Et sa ? I/T je suppose ke c un I et à quoi sa correspond sinon le reste je dirais que je comprend Merci pour votre compréhension et votre patience

[invitee1b97c78]

Aussi autre question : vous m'avez dit qu'il y avait une loi d'échelle. Alors est ce qu'on peut dire que si on a un temps pour un barrage réel on devrait avoir un rapport de proportionnalité avec la maquette pour ce même temps? par exemple si on a un barrage 100x plus petit on aura un temps aussi de 100x inférieur?

[invitee16ff47e]

Trolltroll, mes équations étaient en réponse à Coincoin, désolé, ce n'était pas pour toi mais oui, les "d ronds" ce sont des symboles qui veulent dire "dérivées partielles". Quand tu as une fonction de x et de t, tu peux dériver par rapport à x ou par rapport à t, c'est juste ce que ça veut dire.
Mais revenons en aux lois d'échelle, oui, c'est ça, ça veut dire des rapports de proportionnalités. Mais ils ne sont pas si simples. Avec tes connaissances, tu dois comprendre que si tu laisses tomber un objet d'une hauteur 100 fois plus grande (et s'il n'y a pas de frottements) alors il ne mettra pas 100 fois plus de temps à tomber, mais 10 fois. Relis les messages plus haut dans le fil, je l'avais déjà dit (message 15 du fil), et je me doutais un peu que le message n'était pas passé à mon avis, c'est là-dessus qu'il faut te concentrer, c'est parfaitement adapté pour un TPE, c'est de la jolie physique simple.

[invite8c514936]

Juste un mot pour appuyer j.yves dans sa remarque, ces considérations sur le fait qu'il faut se méfier des interprétations qu'on peut faire des simulations sur maquette sont fondamentales, et rentrent tout-à-fait dans le cadre d'un TPE.

Il y a une façon un peu amusante de se rendre compre que la physique des fluides, par exemple, est sensible à l'échelle : quand on regarde les vieux films, dans lesquels par exemple les effets spéciaux de tempête sur un bateau sont faits avec une maquette dans une baignoire, et ben on voit tout de suite qu'il s'agit d'une maquette. On voit ça et quelque chose sonne "faux"... Pareil pour l'explosion de l'étoile noire dans STar Wars, version non retouchée... L'explosion allait beaucoup trop vite par rapport à l'échelle supposée du vaisseau... Lucas a corrigé sa dans sa version retouchée, d'ailleurs !

[inviteba1ccf02]

Salut trolltroll
Moi aussi je cherche a faire une maquette d'un barrage.. je suis en TleS et je vouloais savoir en fait comment vous allez vous y prendre... Je cherche en fait d plan, et je t'avoue que j en ai passer d journées sur le net pour en trouver meme une foto...

[invitee1b97c78]

On pensait aussi au départ s'aider un plan mais comme toi on a pas trouver. On a de la chance dans le sens ou ya un gars du groupe qui aime bien bricoler donc bien sur il s'y est coller. Pour l'instant on a un barrage de type voute d'une épaisseur de 5 cm je dirais et d'une largeur de 30cm. Il a fait un moule tout simplement. Pour la vallée il a trouvé un sorte de mousse qui gonfle quand tu la laisse reposer.

[inviteba1ccf02]

Ah ouais... c vrai que ça à l'air bon tout ça.. Moi j'aime bien bricoler, mais bon faut savoir qu'on veut veut faire une coupe, montrant l'intérieur du barrage (avec une petite turbine..) en clair un truc de malade!!! et va falloir qu'on s'y mette grave.. lol... Son moule il l'a fait comme ça à la main?? Grrrr dommage que j'habite si loin sinon je t'aurai demander un petit service.. Bref merci quand meme...

[invitee1b97c78]

bon je donne un peui de nouivelle. J'ai demandé à ma prof de physique qulques idées et la déja elle nous à dit de nous interresser uniquement à l'eau contenue en hauteur du barrage de facon à ce que la théorème de l'énergie potentiel soit vrai et ainsi pouvoir calculer l'énergie cinétique. Cela dit quand vous disiez avant que c'était même plus une approximation on en ai à mettre de coté les forces de frottement donc meme si sa vous parait absurde dites toujours. On ne se fera pas saqué si ya une énorme approximation mais qu'on explique bien pourquoi il y a des approximations.

[FC05]

Je prends cette longue discution en cours ...

Quelques précisions :

- L'équation de Bernouilli est au programme pour des terminales STL, sans pertes de charges (ie sans frottement donc sans viscosité).

- Cette équation porte sur des écoulements stationnaires, ie qui ne dépendent pas du temps.

- Il existe une équation de Bernouilli pour les écoulements non stationnaires (qui est une version simplifiée des équations de Navier-Stockes ... en clair une horreur, surtout pour un élève de terminale)

En conclusion , se sujet de TPE me parrait bien trop ambitieux ... un classique pour les TPE

[FC05]

En ce qui me concerne, je pense qu'il faudrait être plus réaliste.

Par exemple, calculer la force appliquée sur le barrage et trouver son point d'application (pour une plaque plane de surface S, la force est F = 0,5.ro.r.h.S et le point d'application est au tiers de la hauteur).

Pour la plaque plane rectangulaire, si on la retient avec un doigt on peu montrer que le point d'application est au tiers de la hauteur. On peut aussi montrer que quand on lache la plaque c'est le fond qui part en premier, car c'est là qu'il y a la plus forte différence de pression.

Au fait ?p = ro.g.h et pas p = ro.g.h ... il ne faut pas confondre pression (p) et différence de pression (?p). Et p = p° + ro.g.h (avec p° la pression atmosphérique).

Il est aussi possible de faire des mesures de vitesses de sortie du fluide à travers un trou pratiqué au fond du barrage.
On doit retrouver le v = racine(2gh), c'est un cas particulier de la formule de Bernouilli, quand les pressions sont constantes, aussi connu sous le nom de formule de Torricelli.
Pour mesurer la vitesse du fluide vous pouvez essayer d'introduire des petits objets qui ont la même masse volumique que l'eau et mesurer la vitesse d'éjection par le trou avec une caméra vidéo.
L'autre solution est de mesurer la quantité de fluide qui sort pendant un temps donné, en déduire le débit, puis remonter à la vitesse du fluide (Attention, dans ce cas le "trou" doit être profilé, sinon il risque d'y avoir de grosses erreurs)

[invitee16ff47e]

En conclusion , se sujet de TPE me parrait bien trop ambitieux ... un classique pour les TPE

Salut, je ne suis pas d'accord avec toi, je pense qu'il s'agit d'un très bon sujet car c'est une bonne application de l'analyse dimensionnelle. Il faut simplement savoir ne pas en faire trop...

[inviteaa9bf16a]

Salut tout le monde
Je cherche un programme de calcul pour les écoulements in stationnaire qui se produit après la rupture d’un barrage basé sur les équations de Saint Venant unidimensionnel je me connecte chaque jours
J’espère que je trouve qqn qui peut me donner un coup de main

[invite6c8196aa]

bonsoir a tous je suis en premiere s et je recherche des formules de pression de l'eau pour un barrages poid /voute. La problématique de mon TPE est: Quel doit etre "l'epaisseur" du barrage pour qu'il puisse resister a la pression de l'eau? il me faut alors des formules de pression etc... j'ai vraiment beosin d'aide je commen ce a désesperer!!

[invite6bf7c75b]

Salut a tous !!
Je suis dans le même cas que certains et je n'ai pas tout compris pour cet équation :

Salut,
Il faut sans doute regarder du côté de l'équation de Bernoulli (qui est en fait un bilan d'énergie) :
(avec z la profondeur comptée depuis la surface)
Si tu fais la différence entre cette expression juste après la rupture et juste avant, tu obtiens :
(soit dit en passant deep_turtle a négligé la pression atmosphérique dans son expression, ce qui est raisonnable pour un barrage de plusieurs dizaines de mètres de haut).
Et donc tu trouves : (cf formule de j.yves)

En pratique, il doit y avoir dissipation d'énergie à cause de la turbulence et de la viscosité, mais je ne pense pas que ça joue à temps très petit (juste après la rupture).

Je voudrai des éclaircissement parce que j'ai mon oral de TPE le 17 et je fait un bilan avec mes collègues le 13, et il faut que je soit au top...