Dynamique de la particule - applications

[lauren-gbx]

Bonjour!

J'ai quelques questions d'application sur un chapitre de mécanique de la particule qui me posent problème :

1) Qu'est-ce qui fait tourner les arroseurs rotatifs placés sur les pelouses?
--> la pression de l'eau? mais pourquoi est-ce que l'eau part dans plusieurs directions autour de l'arroseur...?

2)Quel est l'intérêt de l'ABS dans les voitures?

3)Pourquoi les virages d'autoroute sont-ils relevés?

4) Pourquoi l'eau est-elle éjectée du linge tournant dans une essoreuse? Quelle est la trajectoire des gouttes d'eau quittant le linge?
--> est-ce que la trajectoire est tangentielle, comme dans le cas d'une fronde par exemple?

5) Quelle trajectoire un avion devrait-il suivre pour mettre ses passagers en état d'apesanteur?

Merci de votre aide!!
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[invite8c514936]

Bonjour,

Je te conseille vivement de ne poser qu'une question à la fois, parce que sinon ça va être le bazar total, chacun répondra à un bout de question et on va vite ne plus rien comprendre du tout !

On reste sur la question 1 pour commencer ?

Pour la modération.

[invite8c514936]

Merci cher modérateur pour cette intervention pertinente, comme à votre habitude...

1) Qu'est-ce qui fait tourner les arroseurs rotatifs placés sur les pelouses?
--> la pression de l'eau? mais pourquoi est-ce que l'eau part dans plusieurs directions autour de l'arroseur...?

Parce que précisément l'arroseur tourne. L'eau part dans la direction que lui impose le tuyau, mais si le tuyau se met à tourner, ben l'eau suit le mouvement. Pourquoi cela t'étonne-t-il ?

[invitea29d1598]

et il se passe quoi au niveau de l'arroseur si on inverse le sens de l'eau et qu'au lieu de la laisser sortir on la fait rentrer dans l'arroseur ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite8c514936]

Monsieur à des lettres...

Je propose aussi une variante, que Feynman a inventée je crois : un tuyau rotatif immergé dans une piscine envoie de l'air. Dans quel sens ça tourne ?

[invitea43a5e91]

Monsieur à des lettres...

Je propose aussi une variante, que Feynman a inventée je crois : un tuyau rotatif immergé dans une piscine envoie de l'air. Dans quel sens ça tourne ?

ça ressemble fort au cas de la bulle d'air d'un niveau qui avance plus vite que le niveau lorsqu'on l'accélère! Donc je dirais que ça tourne en sens inverse

[invitef2ea68d7]

oh là les amis, auriez-vous zappé le principe d'action et de réaction ?

[invitea43a5e91]

tu veux parler des actions réciproques?
autre exemple du même genre, tu fais flotter une balle de ping pong dans un verre haut au fond duquel tu as mis une pierre ponce reliée à un tuyau (qu'on utilise pour aérer l'eau des aquariums) et tu souffles dans le tuyau. La balle ne va pas monter (au-dessus du niveau de l'eau) mais bien descendre dans le fond du verre.

[invitef2ea68d7]

Si j'ai bien compris la question de laurent, il s'agit de savoir pourquoi les arroseurs rotatifs (munis de bras terminés par une buse) tournent lorsqu'ils sont alimentés en eau.
Remarquons d'abord que la vitesse de rotation dépend de la pression d'eau. Remarquons aussi que les bras sont tangentiels au cercle de rotation de l'arroseur et que les buses sont orientées en sens opposé.
L'eau est ejectée de la buse avec une certaine vitesse, dépendant de la pression et du diamètre de la buse. Une certaine force, calculable avec les données pression, diamètre de la buse, s'exerce sur la buse. Par réaction, la buse recule (le principe même de la propulsion par réaction)... Le phénomène s'exerce aussi sur le bras symétrique mais dont la buse est orientée à l'opposé. Le système tourne....
Expérimentalement (le temps ne s'y prête pas!) on peut faire varier la vitesse de rotation en réduisant ou augmenant la pression, en réduisant ou augmentant le diamètre d'ouverture des buses. On peut même essayer de mettre les buses dans le même sens...
Quant au fait que l'eau, une fois sortie de la buse, parte dans tous les sens (avec quand même une direction générale), cela relève de la dynamique. On peut calculer la trajectoire mais ce sera très approximatif parce que nous avons affaire à un liquide!

[invitea43a5e91]

ça ressemble fort au cas de la bulle d'air d'un niveau qui avance plus vite que le niveau lorsqu'on l'accélère! Donc je dirais que ça tourne en sens inverse

En fait, l'air est éjecté du tuyau une pression au moins égale à la pression ambiante de l'eau.