Accélération et pesanteur avec un liquide

[invite1a7c9b9d]

Bonjour,

Je souhaite savoir comment se passe la pression due à la pesanteur créée par un fluide lorsqu'il y a une accélération constante.

La gravité est non nulle.

Si on prend un cube (le cube est de masse négligeable) rempli à 50% d'eau, à l'arrêt l'eau fait pression sur chacune des faces pour s'annuler deux à deux (2 fois 2 faces). Finalement, il ne reste que la pression au fond qui correspond au poids de l'eau (désolé si je m'exprime pas correctement )

Maintenant, on accélère fortement le cube dans une direction, l'accélération est constante et dure longtemps, si fort que l'eau se retrouve collé à une face (de derrière), l'autre face en face (devant) n'a plus d'eau. La pression de l'eau due à la pesanteur est bien présente sur la face de derrière mais plus sur la face d'avant (l'eau est "plaquée"). J'ai l'impression qu'une force est apparue à cause de l'accélération, qui représente une sorte d'inertie pour accélérer l'eau. Bien entendu, en décélérant, on retrouve cette force dans l'autre sens qui correspond à l'inertie. La paroi de derrière donne une pression de 100% du poids de l'eau due à la pesanteur (en fait si le cube est rempli à 20% cela serait pareil et je trouve cela bizarre...) tandis que la paroi de devant ne donne plus de pression due à la pesanteur.

Est ce mon impression est bonne, ou qu'est ce qui ne va pas ?

Je me demande donc si la matière n'agit pas de cette manière lorsqu'elle est soumise à une force de gravité et une accélération ? Pourrait-on voir la matière comme une sorte de fluide dans la mesure où les "parois" externes agiraient comme absorbant plus ou moins de pression et donnerait donc une inertie ?
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[phys4]

Bonjour,


Si on prend un cube (le cube est de masse négligeable) rempli à 50% d'eau, à l'arrêt l'eau fait pression sur chacune des faces pour s'annuler deux à deux (2 fois 2 faces). Finalement, il ne reste que la pression au fond qui correspond au poids de l'eau (désolé si je m'exprime pas correctement )

Maintenant, on accélère fortement le cube dans une direction, l'accélération est constante et dure longtemps, si fort que l'eau se retrouve collé à une face (de derrière), l'autre face en face (devant) n'a plus d'eau. La pression de l'eau due à la pesanteur est bien présente sur la face de derrière mais plus sur la face d'avant (l'eau est "plaquée"). J'ai l'impression qu'une force est apparue à cause de l'accélération, qui représente une sorte d'inertie pour accélérer l'eau. Bien entendu, en décélérant, on retrouve cette force dans l'autre sens qui correspond à l'inertie. La paroi de derrière donne une pression de 100% du poids de l'eau due à la pesanteur (en fait si le cube est rempli à 20% cela serait pareil et je trouve cela bizarre...) tandis que la paroi de devant ne donne plus de pression due à la pesanteur.



Je me demande donc si la matière n'agit pas de cette manière lorsqu'elle est soumise à une force de gravité et une accélération ? Pourrait-on voir la matière comme une sorte de fluide dans la mesure où les "parois" externes agiraient comme absorbant plus ou moins de pression et donnerait donc une inertie ?

La pesanteur est aussi une accélération, et vous avez compris son fonctionnement : la pression totale du liquide correspond à son poids

Si vous appliquez un autre accélération que la pesanteur, il se passe exactement le même effet, pression due à l'accélération et force correspondante

La loi de pression suit la loi hydrostatique il suffit de remplacer g par
La différence de pression sur les faces latérales est uniquement due a l'accélération
Si la combinaison des deux semble difficile, prenez alors le problème sans accélération extérieure, en tournant le cube autour d'un axe horizontal. La force totale est toujours le poids du liquide mais elle ne s'exerce plus sur une seule face.

[invite1a7c9b9d]

Merci

je ne m'occupe pas du poids de l'eau mais uniquement des forces qui sont sur les côtés. Les forces qui pointes vers l'accélération (pas la gravité) et les forces arrières.

Si j'accélère le cube rempli à 50% avec une plaque au dessus de l'eau pour l'empêcher de bouger alors les forces créées par la pesanteur sur la face avant et la face arrière sont les mêmes, elles s'annulent.

Maintenant, je décélère sans la plaque, l'eau se plaque sur l'avant, la pesanteur fait apparaître une force sur la face avant (c'est sans doute là mon erreur) comment faire pour représenter les forces que font subir l'eau aux parois ?

[phys4]

Si j'accélère le cube rempli à 50% avec une plaque au dessus de l'eau pour l'empêcher de bouger alors les forces créées par la pesanteur sur la face avant et la face arrière sont les mêmes, elles s'annulent.

Maintenant, je décélère sans la plaque, l'eau se plaque sur l'avant, la pesanteur fait apparaître une force sur la face avant (c'est sans doute là mon erreur) comment faire pour représenter les forces que font subir l'eau aux parois ?

J'ai supposé un cube complétement fermé avec toujours la même quantité d'eau.
Si vous le laissez ouvert au dessus, l'eau s'échappera pour une accélération suffisante, deux conséquences:
1- l'impulsion de l'eau qui a quittée le cube sera perdue pour le bilan des forces.
2- la diminution de la quantité d'eau diminuera toutes les forces, ainsi la force sur le fond qui ne sera pas compensée par une force sur le haut mais par la perte de masse d'eau.

[A voir en vidéo sur Futura]

[sitalgo]

B'jour,

je ne m'occupe pas du poids de l'eau mais uniquement des forces qui sont sur les côtés. Les forces qui pointes vers l'accélération (pas la gravité) et les forces arrières.

Bon, imaginons qu'on est dans un endroit sans gravité.

Si j'accélère le cube rempli à 50% avec une plaque au dessus de l'eau pour l'empêcher de bouger alors les forces créées par la pesanteur sur la face avant et la face arrière sont les mêmes, elles s'annulent.

Bon, on va appeler poids et pesanteur ce qui est dû à un champ de gravité et force et accélération ce qui est dû à l'accélération. Ta phrase est donc "les forces créées par l'accélération". Dans ce cas, il faut comprendre que le cube pousse l'eau, c'est donc la face arrière qui pousse qui subit cette force plein pot, la face avant ne subit aucune force, les faces latérales subissent une pression variable (schéma de pression en triangle) selon la position entre avant et arrière.

Pour tenir compte de la gravité, il suffit d'ajouter la pression gravitaire. Un point du liquide sera à la pression avec h la profondeur dans le sens de la gravité et x dans le sens de l'accélération.
On peut aussi définir une accélération globale .

[invite1a7c9b9d]

Merci pour vos réponses

J'essaie de comprendre ce qui se passe au niveau de chaque molécule à droite, au milieu et à gauche. J'ai fait un dessin. La gravité étant perpendiculaire à la force d'accélération elle n'agit pas mais je ne comprends pas quand je décompose au niveau de chaque molécule.

A gauche, j'ai vraiment l'impression qu'une force de pression existe car il y a une paroi et que l'accélération est assez importante pour plaquer les molécules à gauche.

Au milieu, si le molécules sont toujours plaquées (je n'en suis pas certain) alors les molécules ne subissent que la force Facc ?

C'est donc sans doute à droite que je ne comprends pas, si les molécules de droite reçoivent Facc plus la force de pression elles vont se déplacer plus à droite que la colonne d'avant, mais elles vont se faire rattraper car Facc est toujours présent.

Le container est donc freiné par Fp mais certaines molécules sont accélérés par la pression de l'autre côté. Fp est toujours présent et avec toute son intensité. J'ai l'impression qu'il n'y a qu'une seule couche de molécule qui peut être accélérée par la pression et donc cela correspond a une masse très négligeable. Car dès qu'il y a 2 couches qui sont accélérées, la couche la plus à droite va redonner une pression vers la gauche pour compenser.

Si quelqu'un peut m'expliquer en détail ?


Merci d'avance

[invite2eb24907]

Ce que je me souviens du premier cours de mécanique des fluides, c'est que la pression est un phenomene physique isotrope: il se propage dans toutes les directions et est en tout point identique.
En d'autres termes, la force exercee par le liquide sur la paroi sera identique pour toute surface infinitesimale dS.

[sitalgo]

A gauche, j'ai vraiment l'impression qu'une force de pression existe car il y a une paroi et que l'accélération est assez importante pour plaquer les molécules à gauche.

Au milieu, si le molécules sont toujours plaquées (je n'en suis pas certain) alors les molécules ne subissent que la force Facc ?

C'est donc sans doute à droite que je ne comprends pas, si les molécules de droite reçoivent Facc plus la force de pression elles vont se déplacer plus à droite que la colonne d'avant, mais elles vont se faire rattraper car Facc est toujours présent.

Commence par une molécule de droite. Elle est accélérée donc elle reçoit une force F=ma, avec m masse de la molécule, fournie par la molécule du milieu. Etant donné qu'elle est accélérée elle est donc plaquée contre la précédente, comme un conducteur est plaqué contre son siège lors d'une accélération.
Celle du milieu est aussi accélérée et elle doit en plus pousser celle de droite. Elle reçoit donc une force pour accélérer plus une force pour faire bouger celle de droite soit 2F.
Et ainsi de suite.