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Question de mécaflu (les cloches d'eau)



  1. #1
    djazzz

    Question Question de mécaflu (les cloches d'eau)


    ------

    Bonjour tt le monde, je ne comprends pas comment une cloche d'eau comme celle qu'il y a dans les jardins se referme sur elle même, dans mon cours il est mis que cela résulte d'un équilibre entre la force de Laplace et de la force centrifuge due à la courbure des lignes de courant du fluide dans le plan vertical mais justement, ça devrait l'écarter du centre et pas la ramener, non? Comment la force de Laplace peut-elle courber le jet pour le ramener à la base du jet?
    Je vous ai fait une photographie de ma page de cours, vous y verrez plus clair.
    http://img204.imageshack.us/my.php?image=003co5.jpg

    Si quelqu'un veut bien m'expliquer, je lui serais reconnaissant.

    -----

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  3. #2
    LPFR

    Re : Question de mécaflu (les cloches d'eau)

    Bonjour.
    Il n'y a pas de force centrifuge.
    Sur chacun des rayons, l'eau suivrait une trajectoire parabolique, comme n'importe quel projectile s'il n'y avait pas la tension superficielle.
    Cette tension superficielle, crée des forces qui tendent à diminuer la surface du liquide. Ici elle a une composante radiale vers le centre à l'exception du moment où l'eau passe par le sommet de la trajectoire.
    Cette force radiale diminue la vitesse radiale de l'eau et peut arriver à fermer la cloche.
    Mais il faut des bonnes conditions, car la même tension superficielle a tendance à fractionner la pellicule d'eau et la transformer en plusieurs filets puis en gouttelettes.
    Au revoir.

  4. #3
    djazzz

    Re : Question de mécaflu (les cloches d'eau)

    Oui d'accord il faut en effet que le flux de quantité de mouvement soit suffisant pour compenser la force de TS qui tend à réduire la surface mais que veulent-ils dire alors lorsqu'ils disent que ça résulte d'un équilibre en la force Centrifuge et la force de Laplace??? (milieu de la page de droite sur la photo)

  5. #4
    LPFR

    Re : Question de mécaflu (les cloches d'eau)

    Citation Envoyé par djazzz Voir le message
    Oui d'accord il faut en effet que le flux de quantité de mouvement soit suffisant pour compenser la force de TS qui tend à réduire la surface mais que veulent-ils dire alors lorsqu'ils disent que ça résulte d'un équilibre en la force Centrifuge et la force de Laplace??? (milieu de la page de droite sur la photo)
    Bonjour.
    La force centrifuge est la force que l'on sent quand on est dans un système accélérée qui tourne. C'est une force fictive qu'il faut ajouter pour pouvoir expliquer ce qui se passe en utilisant les lois de Newton comme si le repère était un repère inertiel (galiléen), ce qu'il n'est pas.
    Si on reste sur le repère du laboratoire, les seules forces en présence sont la force de gravité et les forces de tension superficielle (je néglige les forces de friction avec l'air).
    Donc, la personne qui a rédigé ces pages aurait dû se renseigner un peu plus.
    Au revoir.

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    cerfa

    Re : Question de mécaflu (les cloches d'eau)

    Bonjour

    Rassure-toi, "les " personnes qui ont écrit ce bouquin n'ont pas besoin de se renseigner plus : ce sont Etienne Guyon, Jean Pierre Hulin et Luc Petit dans un suberbe ouvrage DE VULGARISATION "Ce que disent les fluides" chez Belin, collection Pour la Science (Préface de P.G. de Gennes). Ils sont eux-même d'un très complet cours d'hydrodynamique physique aux NRS Editions.

    L'habitude de parler de force centrifuge est fréquente surtout dans le monde anglo-saxon pour éviter de dire que l'accélération est égale à la somme des forces; malheureusement les auteurs ne le précisent pas toujours tellement c'est évident pour eux. On fait simplement passer le terme d'accélération du côté des forces avec un signe moins et on identifie ce terme à une force (qualifiée de centrifuge !)

    J'espère que ceci éclaire un peu la discussion..

    Cordialement

  8. #6
    LPFR

    Re : Question de mécaflu (les cloches d'eau)

    Citation Envoyé par cerfa Voir le message
    Bonjour

    Rassure-toi, "les " personnes qui ont écrit ce bouquin n'ont pas besoin de se renseigner plus : ce sont Etienne Guyon, Jean Pierre Hulin et Luc Petit dans un suberbe ouvrage DE VULGARISATION "Ce que disent les fluides" chez Belin, collection Pour la Science (Préface de P.G. de Gennes). Ils sont eux-même d'un très complet cours d'hydrodynamique physique aux NRS Editions.

    L'habitude de parler de force centrifuge est fréquente surtout dans le monde anglo-saxon pour éviter de dire que l'accélération est égale à la somme des forces; malheureusement les auteurs ne le précisent pas toujours tellement c'est évident pour eux. On fait simplement passer le terme d'accélération du côté des forces avec un signe moins et on identifie ce terme à une force (qualifiée de centrifuge !)

    J'espère que ceci éclaire un peu la discussion..

    Cordialement
    Bonjour.
    Je n'ai que des bouquins en anglais dans ma bibliothèque scientifique et je n'ai jamais remarqué que les anglo-saxons utilisent "force centrifuge" à tort et à travers.

    Et je trouve qu'en plus d'être incorrecte, l'utilisation des forces centrifuges ou même centripètes (qui existent et qui sont précisément les forces de la tension superficielle) est plutôt malvenue et inutile pour expliquer ce phénomène dans un ouvrage de vulgarisation ou non.

    Et ceci que de Gennes ait signe la préface ou non.

    Au revoir.

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  10. #7
    djazzz

    Re : Question de mécaflu (les cloches d'eau)

    Oui c'est bien ça, ok ok il me semblait bien qu'il ne fallait pas trop relativiser.
    Merci à tous les deux

  11. #8
    cerfa

    Re : Question de mécaflu (les cloches d'eau)

    Bonjour

    Sans chercher à polémiquer (je précise tout de suite pour éviter toute dérive ))

    Bien sûr que moi aussi dans ma bibliothèque professionelle "sérieuse", les choses sont présentées correctement. En revanche dès que tu te tournes vers les revues (presque de vulgarisation) Scientific American et sa version française Pour La Science par exemple, de très nombreux articles traitant de mécanique utilise ce raccourci de la force centrifuge pour présenter les choses : j'ai trois exemples en tête un article sur le Botafumeiro (vers 2002 ?), un sur la physique des montagnes russes, un autre sur les pirouettes des danseuses et un dernier sur le judo (des numéros beaucoup plus anciens dont je n'ai plus les références directement sous la main).

    D'ailleurs quand on donne ce genre d'article à faire présenter aux étudiants, on pose systématique la question "l'auteur parle d'une force centrifuge. C'est donc qu'il y a un référentiel non galiléen. Duquel s'agit-il ?" La question est suffisamment déstabilisante pour amener des réponses confuses (on évoque par exemple le caractère non galiléen du référentiel terrestre, etc...)

    Voilà, je constate juste cet état de fait. Je le signale à djazz. Ensuite quant à sa pertinence pour une explication je ne me prononcerai pas car s'il est un exercice difficile (voire intrinsèquement impossible) c'est la présentation vulgarisée si on ne cible pas le public. Nous sommes trois lecteurs de ce même livre, et nous aurons certainement trois niveaux de lecture très différents qui nous amèneront à porter sûrement trois jugement différents. Je dirai quand même que pour des élèves ayant fait deux années dans le supérieur avec un peu de mécanique des fluides dans leur cursus, cela reste un très bel ouvrage, quitte à "relire" un peu les explications.

    J'en profite pour demander à djazz, si ce n'est pas indiscret dans quel cadre ce livre est utilisé comme livre de cours, car là cela me semble une expérience plus périlleuse ?

    Cordialement

  12. #9
    djazzz

    Re : Question de mécaflu (les cloches d'eau)

    Citation Envoyé par cerfa Voir le message
    Bonjour

    Sans chercher à polémiquer (je précise tout de suite pour éviter toute dérive ))

    Bien sûr que moi aussi dans ma bibliothèque professionelle "sérieuse", les choses sont présentées correctement. En revanche dès que tu te tournes vers les revues (presque de vulgarisation) Scientific American et sa version française Pour La Science par exemple, de très nombreux articles traitant de mécanique utilise ce raccourci de la force centrifuge pour présenter les choses : j'ai trois exemples en tête un article sur le Botafumeiro (vers 2002 ?), un sur la physique des montagnes russes, un autre sur les pirouettes des danseuses et un dernier sur le judo (des numéros beaucoup plus anciens dont je n'ai plus les références directement sous la main).

    D'ailleurs quand on donne ce genre d'article à faire présenter aux étudiants, on pose systématique la question "l'auteur parle d'une force centrifuge. C'est donc qu'il y a un référentiel non galiléen. Duquel s'agit-il ?" La question est suffisamment déstabilisante pour amener des réponses confuses (on évoque par exemple le caractère non galiléen du référentiel terrestre, etc...)

    Voilà, je constate juste cet état de fait. Je le signale à djazz. Ensuite quant à sa pertinence pour une explication je ne me prononcerai pas car s'il est un exercice difficile (voire intrinsèquement impossible) c'est la présentation vulgarisée si on ne cible pas le public. Nous sommes trois lecteurs de ce même livre, et nous aurons certainement trois niveaux de lecture très différents qui nous amèneront à porter sûrement trois jugement différents. Je dirai quand même que pour des élèves ayant fait deux années dans le supérieur avec un peu de mécanique des fluides dans leur cursus, cela reste un très bel ouvrage, quitte à "relire" un peu les explications.

    J'en profite pour demander à djazz, si ce n'est pas indiscret dans quel cadre ce livre est utilisé comme livre de cours, car là cela me semble une expérience plus périlleuse ?

    Cordialement
    Bonjour cerfa et merci pour ta réponse.

    Ce n'est pas vraiment un cours que l'on m'a imposé, je rentre à l'université l'année prochaine et je voulais me faire une petite avance sur les autres, en découvrant un peu la mécaflu, c'est pour cela que je ne laisse pas passer un mot incompris...
    Sinon au niveau des cours proprement dits, j'étudie les livres d'Alonso et Finn intitulés ''Physique générale'', deux belles briques, de superbes ouvrages.
    En fait le livre '' ce que disent les fluides '' de Belin, je l'ai déja lu une fois et ici je le relis pour bien approfondir.
    Mon prochain livre de vulgarisation sera ''lumière et luminescence'' toujours chez Belin pour un peu toucher à tout.

    Cordialement.

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