action-réaction

[triall]

Bonjour, dans la nature quand il y a une force quelque part, il y a toujours une réaction quelque part d'autre , une force opposée. .
Cette réaction a un vecteur, dans les dessins de gauche, ce vecteur c'est la différence de force sur les 2 parois de droite et de gauche qui fait que le chariot subit une poussée vers la gauche, de même pour le ballon . On peut dire qu'à chaque instant il y a conservation de la quantité de mouvement , mais là on voit bien qu'est ce qui pousse physiquement

Ma question se pose pour le dessin de droite , je me suis toujours demandé qu'est-ce qui pousse le tuyau (force en rouge ) .
J 'ai trouvé que c'était peut-être la pression atmosphérique qu'il n'y a pas à l'ouverture du tuyau, ce qui doit créer une poussée en sens invers, vu qu'il manque cette pression pour l'équilibre; mais je doute que cette poussée ne fonctionne pas sans air .. On a tous vu des pompiers tenir fermement leur tuyau , à deux même , pour ne pas partir en arrière, et si vous ne connaissez pas, regardez ce nouvel engin, le flyboard, la grosse astuce est d'avoir mis des tuyaux qui éjectent l'eau sous les mains , pour faire des figures, regardez le gars plonger comme un dauphin et ressortir , et essayez de répondre à ma question..qu'est-ce qui pousse le tuyau? (force en rouge ) Ou qu'est ce qui pousse les pied du flyboarder , évitez les réponses du genre c'est la réaction, la conservation de la quantité de mouvement, j'aimerais savoir comme pour le ballon de baudruche qu'est-ce qui pousse sur quoi ?.Merci de vos réponse. A voir absolument si vous ne connaissez pas :http://www.youtube.com/watch?v=lM8kEHjQz9U
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[invite6dffde4c]

Bonjour.
Où sont passés les dessins ?
Au revoir.

[calculair]

bonjour,

Les lois de la physique sur la quantité de mouvement ne dependent pas de la forme du recipiant...

La force de pressionà la sortie du tuyeau n'est plus compensée ou equilibrée pae celle qui s'excerce à l'interieur

ou

le centre de gravite du système en prenant en compte les produits ejectés est immobile ( conservation de la quantite de mouvement)

ou

la pousseé = masse ejectée par seconde x vitesse d'election

[invite6dffde4c]

...
la pousseé = masse ejectée par seconde x vitesse d'election

Re.
Attendez un peu, ce n'est que dans 110 jours !
Cordialement,

[A voir en vidéo sur Futura]

[triall]

Re bonjour, les dessins avaient disparu .Merci pour vos réponses
Pour calculair, je sais pour la forme du récipient , pour la conservation de la quantité de mouvement, ce qui m'intéresse c'est de savoir ce qui pousse sur ce bout de tuyau

La force de pression à la sortie du tuyau n'est plus compensée ou equilibrée par celle qui s’exerce à l’intérieur

Cette phrase m'intéresse ,par contre , à développer j 'en ai parlé :

J 'ai trouvé que c'était peut-être la pression atmosphérique qu'il n'y a pas à l'ouverture du tuyau,(au niveau où l'eau sort ce qui doit créer une poussée en sens inverse, ailleurs mais où, vu qu'il manque cette pression pour l'équilibre; mais je doute que cette poussée ne fonctionne pas sans air , à voir..

[calculair]

Bonjour LPFR,

Entre le " J " et le " l " y a un K qui fait toute la difference !!

Bien cordialement et Bonne Année

[calculair]

Bonjour,

Ce n'est pas la pression atmospherique qui pousse le tuyau, mais c'est la pression à l'interieur du tuyau, plus exactement celle qui s'exerce sur l'element "image du trou" a l'interieur du tuyau; Mais cette façon de voir les choses se prete mal pour evaluer les effets liés au processus d'ejection du fluide dans la tuyère de sortie.

Le système marche dans le vide, mais c'est l'eau de la mer qui se mettrait à bouillir!!!

Les fusées developpent de la poussée de propulsion dans le vide..

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Imaginez que vous alimentez un gros tuyau à pression constante sur le côté. Les deux extrémités sont fermées par des plaques. Rien ne se passe.
Maintenait vous ouvrez un trou sur une de ses plaques (un petit trou, pour éviter des gênes intuitifs avec la viscosité). L'eau se met à sortir. La force que la pression exerçait sur ce qui est maintenant un trou n'est plus là, et n'équilibre plus celle de la surface équivalente sur la plaque opposée. On a donc une poussée F = P.S en direction contraire au jet.
Côté trou, cette force s'exerce maintenant sur l'eau qu'elle met en mouvement et à laquelle elle communique de l'énergie cinétique et du moment. Avec la relation donnée par Calculair:
F = v dm/dt
Cordialement,

[triall]

fichier joint en attente
Ce que vous dîtes tous les 2 , c'est indiqué dans le dessin du ballon de baudruche ci dessus, il y a plus de chocs de molécules sur le côté gauche que sur le côté droit; une fusée fonctionne selon le même principe, ce sont les gaz qui poussent la fusée vers l'avant. le problème avec un bout de tuyau , c'est que l'on dirait que la poussée est en bout de tuyau, et je ne vois pas ce qui pousse le tuyau .
Oui , j'ai laissé tombé la pression de l'air , c'est d'eau qu'il s'agit avec le tuyau .

Ce qui est étonnant c'est que si l'on met un moteur en bout de tuyau , on a le même effet, mais on comprend alors d'où vient la poussée, le moteur est accroché au tuyau et pousse celui ci en sens inverse du courant .

Regardez bien le dessin de droite, le bout du tuyau, il se passe quelque chose , je présents du Bernouilli , mais comment ces molécules d'eau arrivent à pousser ce bout de tuyau ?,

[calculair]

bonjour

Je n'ai pas vu ton dessin

Question: comment tu as poussé l'eau à sortir du tuyau ?... en repondant à cette question tu auras la solution

Il faut faire l'action de lancer la masse d'eau, tu as la reaction correspondante... Si tu ne pousses pas l'eau rien ne se passe........

[triall]

@ calculair ce n'est pas un devoir , donc si vous avez une solution .

J'espère que vous avez bien compris ma question .
La poussée d'Archimède est due à des chocs de molécules plus important en bas qu'en haut , le ballon de baudruche pareil , à cause du trou, il y a plus de chocs de l'autre côté du trou (pareil pour la fusée) de même pour mon premier dessin , à gauche .
Là je parle d'un bout de tuyau d'eau vous avez tous vu des pompiers s'accrocher à ce bout de tuyau , des molécules d'eau sans doute le poussent vers l'arrière , mais comment , je parle du bout du tuyau .
Réfléchissez à la pompe que l'on mettrait en bout de tuyau , la pompe est accrochée au tuyau , et là je comprends la force du tuyau en sens inverse, mais mettons la pompe bien plus loin, je ne vois toujours pas ce qui pousse ce bout de tuyau en sortie ; là où l'eau sort .
Une accélération de cette eau en sortie ?, mais comment s'appuierait-t-elle sur la paroi du tuyau ?

[calculair]

bonjour

Si le tuyau est rigoureusement rectiligne et l'ecoulement 100% laminaire, à l'autre bout il y a quelque chose qui pousse l'eau

Imaginons que ce tuyau est plein d'air et à l'autre extremité tu fixes une arme à feu qui tire une balle . La balle remplace l'eau et le systeme subira le recul de l'arme a feu au moment du tir.

Si tu mets une mitraillette et si les balles touchent le bord du tuyau dans le cas ou le tir est mal aligné avec le tuyau, ce dernier va se mette a danser dans tous les sens... Les balles de la mitraillettes simulent les molecules d'eau....

[triall]

Bon, je crois que l'on ne va pas y arriver , le recul d'un fusil est facilement explicable avec la poudre qui explose, dilate pousse vers le cul du fusil, et vers l'avant, vers la balle, qui file, donc la pression est plus importante vers l'arrière ..
Comprenez -vous, j'ai mes molécules qui frappent plus vers l'arrière, j'ai ma force , mais pas dans le cas du bout du tuyau, ça va ressembler à un dialogue de sourds !!!
Autrement dit, quand on ouvre un robinet, par exemple, je ne vois pas où est le cul du fusil !

Pour le fusil tordu qui oblige la balle à ne pas suivre une ligne droite, Newton nous l'explique je pense ; mais le tuyau d'eau pousse aussi quand il est parfaitement rectiligne .

j'espère trouver comment la pression de l'eau agit pour pousser ce tuyau en sortie , quand l'eau sort . Essayez de regarder la piste de l'accélération de l'eau quand elle sort à l'air libre, et ce qu'il se passe dans un tuyau d'eau .

A réfléchir, par exemple supposons que l'on coupe 20cm du bout du tuyau et que l'on fasse passer l'eau dedans, ce bout ne poussera plus du tout, au contraire il sera poussé par l'eau qui pénètre dedans , ce sera bien le bout en sortie qui poussera à son tour , car je répète il semble que cela se passe en sortie , et non tout le long du tuyau sinon, il y aurait une sacré force sur 20 m de tuyau !

S'il vous plait essayez de vous concentrer , si vous le voulez sur ce bout de tuyau là où l'eau sort .

[calculair]

bonjour

je crois que nous sommes presque d'accord. Si le tuyau est ouvert aux 2 extremites, il y a equilibre des forces ( hors les frottements sur les paroies )

je pense que l'ilmage de la mitraillette est une bonne simulation; tu peux replacer les balles par des paquets d'eau cela ne change rien.la poussée apparait au point oulaction s'appuie sur le tuyau ( là ou il y a la mitraillette) . Maintenant si les balles ou l'eau touchent la paroie du tuyau le processus est plus compliqué car il y a de nombreux chocs avec conservation de la quantite de mouvement. A la sortie la quanite de mouvement qui sort est equilibrée par celle prise par le tuyau.

Si l(eau ne touche pas les bords du tuyau, aucune force ne serait appliquée sur cette extremité

[triall]

A la sortie la quanite de mouvement qui sort est equilibrée par celle prise par le tuyau.

On est d'accord depuis longtemps, mais ma question est comment le tuyau prend-il cette quantité de mouvement ? Comment l'eau appuie -t-elle sur le tuyau pour le pousser ?

Une piste : à la sortie la pression est plus forte qu'à la sortie du château d'eau et sur ce dessin,


où la sortie est au même niveau, l'effet dont jr parle en bout de tuyau ne devrait pas se manifester !! Non ?

[calculair]

Bonjour,

Je ne sais si cela sera plus clair et je ne sais pas ou cela va me conduire si j'appelle Bernoulli à la rescousse !!!

A l'interieur du réservoir, la pression est P etla vitesse de l'eau est 0

A l'extremite du tuyau coté reservoir la pression est Pd et la vitesse de l'eau est Vd

Bernouilli raconte alors que P = Pd + 1/2 d Vd²

maintenant lorsque l'eau sort son energie totale ne doit pas changer ( Pa = pression atmospherique, Va vitesse de l'eau dans l'atmosphère apres la sortie du tuyau )

Pa + 1/2 d Va² = Pd + 1/2 Vd²

Pd - Pa = 1/2 d ( Vd² - Va² )


La force qui pousse ton tuyau est F = S ( Pd - Pa)

[triall]

Bonjour, votre résultat est plausible , encore faudrait-t-il définir la surface S .
Mais vous avez compris, j'espère ,que ce n'est pas une explication physique de ce qu'il se passe en bout de ce tuyau . Comme si vous écriviez que la poussée d'Archimède est égale au poids du volume déplacé , cela n'explique pas le phénomène .

Effectivement les molécules d'eau prennent certainement de la vitesse en sortie , quant à la pression, si elle veut dire quelque chose quand l 'eau sort?
Mais vous avez compris, j'espère que ma question n'était pas là .

Voila un début d'explication, je crois le dessin est assez clair , une molécule en vert frappe la paroi rebondit (rouge)en étant aussi entraînée par les autres , avec une vitesse plus grande , j'ai représenté la quantité de mouvement , et en bleue la quantité de mouvement donnée au tuyau , calculée en écrivant vec(vert)= vec(rouge) +vec(bleu) , le logiciel le permet .On voit bien que cette quantité de mouvement est vers l'arrière .

Ce qui me chagrine, c'est que cette molécule va frapper la paroi et rebondir de suite avec une vitesse identique , cédant ainsi une quantité de mouvement dans le sens inverse ! Il doit falloir faire intervenir les autres molécules .
Bonne journée

[calculair]

bonjour

j'attend de voir votre dessin

les rebonds des molecules sur les paroies , jouent le même roles que mes balles de mitraillettes

si l'eau ne touche pas les bords du tuyau, c'est comme les balles tirées dans l'axe du tuyau

J'attend avec impatience votre schema pour voir si cette image confirme votre vision.

Quand à Bernouilli, la surface à considerée est la surface du jet. celle-ci change entre le point de sortie ou la vitesse est Vd et le point ou la vitesse est Va. Le point delicat dans cette approche est de bien preciser le point ou il faut considerer la vitesse Va, Juste à la sortie, à 1 cm de la sortie, mais certainement pas à 10m. Je dirais qu'il semble qu'il faille faire intervenir des forces de type viscosité pour definir cette distance....Là je sèche... ( malgré l'eau !! )

[invite21348749873]

Si on regarde le systeme goutte par goutte, lorsque une goutte est poussée dehors par l'ensemble tuyau- eau dans le tuyau-pompe, elle transmets à cet ensemble la meme force que celle qui lui a été appliquée pour qu'elle sorte.
Comme les gouttes se succedent extremement rapidement, le nombre de ces petites poussées elementaires donnent une impression de poussée globale.
Ca peut peut etre vous aider.

[triall]

Oui, alors perso j'avance dans la compréhension .
Imaginons une file de personnes qui avancent à la queue -leu leu, Chacun pousse un peu la personne de devant qui résiste à la poussée à cause de sa masse et de ceux qui sont devant , ils sont dans un tunnel , à la sortie du tunnel la file se dissous , il n'y a plus personne à pousser devant , la personne qui se trouve dans cette situation (plus personne à pousser) va se trouver propulsée par la personne derrière .
Ca , ça explique la prise de vitesse de l'eau à la sortie du tuyau ... mais comment est transmise la force de réaction au tunnel ?

Il faut mettre plusieurs files , et voir ce qu'il se passe sur la paroi .
Quant à la balle de fusil de calculair, je suis certain qu'elle ne se comporte pas du tout de la même façon , elle rebondit sur la paroi , en se freinant et en cédant de la quantité de mouvement au tuyau dans le sens de déplacement . De même pour une mitraillette , pas de réaction en bout de tuyau

On dirait que l'eau dans un tuyau a un comportement plus bosonique et que les balles seraient plutôt des fermions ...

[calculair]

Dans le cas se la mitraillette, il y a la quantite de mouvement de la mitraillette et les pertes en charges dues aux reflexions ou aux ricochets des balles.

De toute façon il faut une interaction avec la paroies, la force apparait là ou il y a ces interactions

[Rachilou]

Bonjour et Bonne Année 2012 à tout le monde;

Triall, connais-tu le principe de fonctionnement d'un manomètre?
Une partie de la réponse à ta question s'y trouve très certainement.

au revoir.

[Rachilou]

Plus exactement le tube de Bourdon

http://fr.wikipedia.org/wiki/Tube_de_Bourdon

[invited729f73b]

Bonjour Triall,

pour élucider ton problème, on peut considérer les équations suivantes pour un tuyau normal;

comme l'énergie du système eau en mouvement + tuyau est constante: W + Q + delta Ep = 0, ou delta Ec = W + Q et Q est la chaleur absorbée par le milieu absorbant du tuyau;

donc: delta Ec = W + Q = - delta Ep; cette quantité est négative car la vitesse des molécules d'eau est plus faible à la sortie du tuyau à cause des frottements sur les parois à la sortie du tuyau;

d'ou: delta Ep > 0 et comme Q > 0 , il s'ensuit de ces équations que W < 0 et que du travail mécanique est libéré, MAIS pas vers l'arrière comme tu le prétends; ce travail est libéré en produisant une force de réaction vers la direction d'un bord du tuyau, ce qui va faire diminuer, par son énergie cinétique et sa vitesse acquise, celle relative, des molécules d'eau par rapport au bord du tuyau dans cette direction initiale;

mais vers le bord opposé, la vitesse des molécules d'eau va, pour compenser, augmenter et la force de réaction va s'exercer vers la direction opposée à celle initiale et le tuyau va etre animé d'un mouvement de va et vient, de droite à gauche et de gauche à droite et aussi de haut en bas et de bas en haut;

Au final, ces forces de réactions ne sont pas dirigées vers l'arrière mais vers les bords en quelques sorte !! Car sinon, la force du jet d'eau diminuerai drastiquement !

[triall]

Bonjour @ RACHILOU Je connais le manomètre à membrane, et je ne vois pas très bien comment fonctionne le manomètre en u concrètement , même si je vois le principe .Ce n'est pas un devoir, si vous avez une solution qui explique concrètement le phénomène de réaction en bout de tuyau avec la pression des molécules d'eau . Je crois savoir que sur la paroi du tuyau, la pression diminue avec la vitesse(on le voit dans le dessin joint en bas, les molécules ne frappent pas de face la paroi à cause de leur vitesse)
J'aimerais que l'on me donne son avis sur ces 3 situations
1)La question est dans le dessinr&#233;action3.jpg

2)
Voila un début d'explication, je crois le dessin est assez clair , une molécule en vert frappe la paroi rebondit (rouge)en étant aussi entraînée par les autres , avec une vitesse plus grande , j'ai représenté la quantité de mouvement , et en bleue la quantité de mouvement donnée au tuyau , calculée en écrivant vec(vert)= vec(rouge) +vec(bleu) , le logiciel le permet .On voit bien que cette quantité de mouvement est vers l'arrière .

Ce qui me chagrine, c'est que cette molécule va frapper la paroi et rebondir de suite avec une vitesse identique , cédant ainsi une quantité de mouvement dans le sens inverse ! Il doit falloir faire intervenir les autres molécules . r&#233;action4.jpg

3)
Cette histoire de file pour expliquer l'accélération du liquide en sortie de tuyau :
Imaginons une file de personnes qui avancent à la queue -leu leu, Chacun pousse un peu la personne de devant qui résiste à la poussée à cause de sa masse et de ceux qui sont devant , ils sont dans un tunnel , à la sortie du tunnel la file se dissous , il n'y a plus personne à pousser devant , la personne qui se trouve dans cette situation (plus personne à pousser) va se trouver propulsée par la personne derrière .
Ca , ça explique la prise de vitesse de l'eau à la sortie du tuyau ... mais comment est transmise la force de réaction au tunnel ?
Il faut mettre plusieurs files , et voir ce qu'il se passe sur la paroi ...

[JPL]

Il y a quelques problèmes provisoirement non résolus avec le serveur des pièces jointes. Essaie de poster la tienne à nouveau.

[invite21348749873]

Bonjour
Je ne comprends pas que dans un systeme non conservatif à cause des frottements et turbulences , on puisse avoir delta Ec + delta Ep=0

[triall]

Problème avec les pièces jointes, je reposte , je garde le post de Mariob sous la main , j'y réponds plus tard

Bonjour @ RACHILOU Je connais le manomètre à membrane, et je ne vois pas très bien comment fonctionne le manomètre en u concrètement , même si je vois le principe .Ce n'est pas un devoir, si vous avez une solution qui explique concrètement le phénomène de réaction en bout de tuyau avec la pression des molécules d'eau . Je crois savoir que sur la paroi du tuyau, la pression diminue avec la vitesse(on le voit dans le dessin joint en bas, les molécules ne frappent pas de face la paroi à cause de leur vitesse)
J'aimerais que l'on me donne son avis sur ces 3 situations
1)La question est dans le dessinr&#233;action3.jpg

2)
Voila un début d'explication, je crois le dessin est assez clair ,
r&#233;action4.jpg
une molécule en vert frappe la paroi rebondit (rouge)en étant aussi entraînée par les autres , avec une vitesse plus grande , j'ai représenté la quantité de mouvement , et en bleue la quantité de mouvement donnée au tuyau , calculée en écrivant vec(vert)= vec(rouge) +vec(bleu) , le logiciel le permet .On voit bien que cette quantité de mouvement est vers l'arrière .

Ce qui me chagrine, c'est que cette molécule va frapper la paroi et rebondir de suite avec une vitesse identique , cédant ainsi une quantité de mouvement dans le sens inverse ! Il doit falloir faire intervenir les autres molécules . action-réaction-r-action4.jpg

3)
Cette histoire de file pour expliquer l'accélération du liquide en sortie de tuyau :
Imaginons une file de personnes qui avancent à la queue -leu leu, Chacun pousse un peu la personne de devant qui résiste à la poussée à cause de sa masse et de ceux qui sont devant , ils sont dans un tunnel , à la sortie du tunnel la file se dissous , il n'y a plus personne à pousser devant , la personne qui se trouve dans cette situation (plus personne à pousser) va se trouver propulsée par la personne derrière .
Ca , ça explique la prise de vitesse de l'eau à la sortie du tuyau ... mais comment est transmise la force de réaction au tunnel ?
Il faut mettre plusieurs files , et voir ce qu'il se passe sur la paroi ..
A voir pour illustrer http://www.youtube.com/watch?v=lM8kEHjQz9U

[JPL]

Parfois ça marche, parfois ça ne marche pas. Là ça n'a pas marché.

[JPL]

Ah ! Une des deux est devenue (provisoirement ?) visible : je la valide.