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Poussée dans un liquide en rotation



  1. #1
    ChouetteDesNeiges

    Poussée dans un liquide en rotation

    Bonjour,

    Selon l'image, dans un liquide de densité 1 en rotation constante, on place un objet solide de densité 1 en rotation constante (la même vitesse de rotation que le liquide). Le liquide et le solide ont les mêmes forces centripètes. Il existe également des forces de compression Fa et Fb qui tendent à pousser l'objet solide, ces forces fournissent elles un travail si l'objet solide se déplace dans le liquide ?

    Merci pour l'aide

    -----

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  3. #2
    LPFR

    Re : Poussée dans un liquide en rotation

    Bonjour.
    Dans votre image, vous avez oublié les forces appliquées sur la partie courbe (en haut) de l'objet.
    Bien sur, il n'y a pas de différence entre le liquide et le solide car ils subissent les mêmes forces. Remplacez votre solide par un liquide de même forme entourée par une enveloppe très fine, rigide et de même densité.

    Quand vous déplacez le solide, le travail fait contre les forces de pression d'un côté, est compensé exactement par le travail fourni par les forces de pression du côté opposé.

    Si c'est pour un "mobile perpétuel" c'est raté.
    Au revoir.

  4. #3
    ChouetteDesNeiges

    Re : Poussée dans un liquide en rotation

    Si c'est pour un "mobile perpétuel" c'est raté.


    Dans un liquide en rotation, il y a les forces centripètes qui fournissent une pression et celles là se compensent bien, je suis d'accord, tout s'annule.

    Il y a aussi les forces de pression sur le côté de chaque molécule de liquide, ces forces tendent à pousser en plus le liquide vers l'extérieur, prenez un demi disque liquide il est nécessaire d'avoir ces forces pour compenser les forces sur la partie plate du disque, sinon le centre de gravité bougerait avec un demi disque liquide soudé à un demi disque solide de même densité.

    Pour mon exemple, au début je me suis dis que l'eau devait retourner vers le centre annulant tout travail, mais je peux soit la laisser à son rayon (sur le côté du disque) ou la retourner avec un cylindre de section constante, ce qui ne nécessite pas de travail.

    Merci

  5. #4
    ChouetteDesNeiges

    Re : Poussée dans un liquide en rotation

    Bonjour,

    J'ai fait un autre dessin qui montre les forces en question Fa et Fb sur 3 molécules en agrandissement. Pour maniper simple: si on change le rayon d'un liquide en rotation, pourquoi ces forces Fa+Fb ne travaillent pas ?

    Fc=force centrifuge=mw²r
    Fa+Fb=force de pression supplémentaire

    Merci
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    Dernière modification par ChouetteDesNeiges ; 22/11/2012 à 10h42.

  6. #5
    LPFR

    Re : Poussée dans un liquide en rotation

    Bonjour.
    Si vous changez le rayon du récipient qui contient un liquide en rotation les forces de pression travaillent.
    Au revoir.

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    phys4

    Re : Poussée dans un liquide en rotation

    Bonjour,

    Vous laissez de coté les molécules en dessous et au dessus.

    Comme il est dit dans le message 2, un solide de même densité que le liquide est en équilibre, aussi bien sous l'effet de la pesanteur que sous l'effet de n'importe quelle accélération.
    Comprendre c'est être capable de faire.

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  10. #7
    ChouetteDesNeiges

    Re : Poussée dans un liquide en rotation

    Re,

    @LPFR
    Mais le bilan énergétique doit être nul, il faut donc perdre de l'énergie. Si on prend un disque avec du liquide à l'intérieur, on le met en rotation à l'aide d'un moteur, on désacouple le moteur, on augmente le rayon du disque, si les forces travaillent alors le disque tournerait plus vite, comment cette énergie est perdue ?

    @Phy4
    Les molécules du dessous et du dessus sont aussi poussées vers l'extérieur, qu'est ce que je n'ai pas compris ? Je ne pourrai pas prendre qu'une couche avec une molécule en plus et augmenter légèrement le rayon ?

    Merci
    Dernière modification par ChouetteDesNeiges ; 22/11/2012 à 10h58.

  11. #8
    LPFR

    Re : Poussée dans un liquide en rotation

    Citation Envoyé par ChouetteDesNeiges Voir le message
    @LPFR
    Mais le bilan énergétique doit être nul, il faut donc perdre de l'énergie. Si on prend un disque avec du liquide à l'intérieur, on le met en rotation à l'aide d'un moteur, on désacouple le moteur, on augmente le rayon du disque, si les forces travaillent alors le disque tournerait plus vite, comment cette énergie est perdue ?
    ...
    Re.
    Non. Le bilan énergétique n'est pas nul. Les forces travaillent et on pourrait récupérer ce travail.
    A+

  12. #9
    ChouetteDesNeiges

    Re : Poussée dans un liquide en rotation

    Re,

    Soit vous plaisantez soit on c'est mal compris, je parlais du bilan énergétique global.

    J'ai dessiné une autre disposition montrant les forces de pression sur 5 molécules et je ne vois pas où ce la s'annule lors de la somme des forces.

    Merci
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  13. #10
    LPFR

    Re : Poussée dans un liquide en rotation

    Re.
    Je ne plaisante pas.
    Concevez un dispositif (théorique) qui se charge d'augmenter le rayon du récipient. Et dessinez bien les forces sur les parois du récipient.

    Ce que vous n'avez pas fait dans vos dessins des posts #4 et #9.
    Si vous voulez raisonner avec des forces il faut dessiner toutes les forces.
    A+

  14. #11
    ChouetteDesNeiges

    Re : Poussée dans un liquide en rotation

    Re,

    Comme ceci ? l'eau augmente son rayon aussi ce n'est pas indiqué sur le dessin !

    enfin, il faudra quand même que la somme des énergies soit à zéro à un moment, c'est l'énergie cinétique que je fournis ?

    Merci
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    Dernière modification par ChouetteDesNeiges ; 22/11/2012 à 12h40.

  15. #12
    LPFR

    Re : Poussée dans un liquide en rotation

    Re.
    Non. Pas du tout.
    Il faudrait un système (théorique) dans lequel la paroi est formée par des arcs de cylindre qui se chevauchent partiellement (comme les tuiles d'un toit), avec des vérins qui contrôlent la position radiale de ces "écailles".
    Quand le rayon change de delta R les forces de pression font un travail de T.delta R sur les pistons des vérins.

    En absence de couples externes, ce qui se conserve n'est pas l'énergie de la partie tournante, mais son moment angulaire. L'énergie qui se conserve est la somme de l'énergie cinétique de la partie tournante plus l'énergie transférée vers les vérins (avec le bon signe).
    A+

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  17. #13
    ChouetteDesNeiges

    Re : Poussée dans un liquide en rotation

    Re,

    Bien vu !

    Si le disque avec de l'eau est en rotation à vitesse constante, il est possible de faire en sorte que chaque "couche" de molécules possède le même nombre d'atomes en mettant une forme "triangulaire" solide (comme le solide du bas de l'image précédente). Dans ce cas, chaque molècule fournit elle un travail ? Et on perd donc la même chose en énerge cinétique bien sûr. Si les molécules fournissent un travail comment cela se répercute sur le disque ?

    Merci
    Dernière modification par ChouetteDesNeiges ; 22/11/2012 à 17h08.

  18. #14
    LPFR

    Re : Poussée dans un liquide en rotation

    Re.
    Les forces de pression fournissent un travail et le moment angulaire est conservé. Comme le rayon de rotation augmente, la vitesse tangentielle diminue.
    A+

  19. #15
    ChouetteDesNeiges

    Re : Poussée dans un liquide en rotation

    Bonjour,

    Je me suis posé la question concernant des "balles" qui seraient sur une portion de courbe comme sur la figure sous l'effet de la gravité. Ici aussi il y a des forces de pression qui tendent à ajouter un travail, je pense que la balle du haut doit annuler ce travail mais comment fait elle ?

    Merci
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  20. #16
    obi76

    Re : Poussée dans un liquide en rotation

    Ca commence à sentir le mouvement perpétuel...
    Paradoxalement, ce sont les débats stériles qui se reproduisent le plus.

  21. #17
    ChouetteDesNeiges

    Re : Poussée dans un liquide en rotation

    re,

    ben non, avec la simple chute d'un objet, vous voyez des mouvements perpétuels partout, c'est une obsession !

  22. #18
    obi76

    Re : Poussée dans un liquide en rotation

    Citation Envoyé par ChouetteDesNeiges Voir le message
    c'est une obsession !
    Une habitude plutôt
    Bref, si ce n'est pas votre intention, je retire ce que j'ai dis
    Paradoxalement, ce sont les débats stériles qui se reproduisent le plus.

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  24. #19
    ChouetteDesNeiges

    Re : Poussée dans un liquide en rotation

    non, je veux juste comprendre comment les balles qui tombent compensent le "surplus" d'énergie venant de la pression, comme les objets sont posés les uns sur les autres et que le mouvement est toujours perpendiculaire à la paroi je ne situe pas la force qui permet de compenser.

  25. #20
    LPFR

    Re : Poussée dans un liquide en rotation

    Bonjour.
    Votre modèle à balles est très, très mauvais. Il ne décrit pas le comportement d'un liquide. Par exemple, quand vous plaquez une balle contre la paroi elle ne pousse pas sur les côtés. Alors que dans la réalité, les molécules oui, car elles sont en mouvement (thermique) permanent et passent le temps à rebondir sur leurs voisines.
    Donc, j'arrête de perdre mon temps sur un modèle absurde. Et je vous conseille de faire de même.
    Au revoir.

  26. #21
    ChouetteDesNeiges

    Re : Poussée dans un liquide en rotation

    re,

    oops, les balles sont grosses 10 cm de diamètre par exemple, il n'y a rien à voir avec un liquide, c'est vrai qu'avant je parlais de liquide mais ici c'est un simple problème de mécanique classique de chute j'aurai dû le préciser, désolé

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