Question sur l'accélération dans un ascenseur

[mathieu620]

Bonjour à tous et merci d'avance de l'aide que vous pourrez m'apporter !

Alors on me pose les deux problèmes suivants en mécanique des fluides :
1. Un morceau de bois flotte dans un bassin d'eau placé sur le plancher d'un ascenseur, en négligeant la tension superficielle, comment varie la hauteur i immergée lorsque l’ascenseur descend avec une accélération inférieure à g ?
a : le morceau monte car l'eau descend
b : le morceau descend car l'eau monte
c: le morceau ne bouge pas
d : la hauteur diminue car l'eau devient plus légère
e : autre réponse (à préciser)

Alors honnêtement je ne sais pas comment prendre de problème puisque le morceau de bois subit à la fois son poids et la poussée d'Archimède, je pense que l'eau monte (équation de Bernoulli). Une aide serait la bienvenue !

2. On dispose de deux récipients contenant chacun un fluide différent : le 1er a une masse volumique de 1600 kg/m^3, le seconde une masse volumique de 800 kg/m^3. Dans chacun plonge un tube, le 1 er ayant un rayon deux fois plus petit que le second. Ces deux tubes sont reliés l'un à l'autre et l'air contenu dans ces tube est aspiré. Quelle est le rapport entre la hauteur de montée du fluide dans le 1 er tube et celle dans le 2 nd tube ?

Je pense que l'on peut dire qu'à l'équilibre les pressions entre les deux tubes sont égales mais à partir de là je ne sais plus comment faire !

Je vous remercie d'avance pour toute aide que vous pourriez m'apporter !
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[Dynamix]

Salut

je pense que

Un problème de physique ne se résout pas avec des "je pense que"
Le morceau de bois flotte => poussée d' Archimède .
Tu l' a compris .
Pourquoi ne vas tu pas plus loin ?
poussée d' Archimède => formule => équation => résolution .

Réfléchir aussi au choix du référentiel .

[invite07941352]

Bonjour,
Pour le 2 : " les pressions entre les 2 tubes sont égales " ???
Il n'y a pas de pression entre les 2 tubes , puisqu'ils sont reliés l'un à l'autre , dit l'énoncé ... Et en plus, on a " aspiré l'air " ...

[le_STI]

Pour la question 1. tu devrais commencer par faire le point sur ce qui se passe lorsque l’ascenseur accélère.
Quelle est alors l'accélération totale subie par le morceau de bois? Et celle subie par l'eau?

Que se passe-t-il physiquement entre le bois et l'eau pour que le morceau de bois ne coule pas au fond du récipient? (lorsque l'ascenseur est à l'arrêt)

Si tu trouves la réponse précise à cette question, tu ne devrais pas avoir de mal à poser une équation tenant compte de l'accélération subie par l'ensemble {bois+eau}.

Je ne crois pas que Bernoulli ait quelque chose à voir là dedans...

Concernant la question 2., je pense qu'il faut faire l'hypothèse de tubes de longueur infinie, ça devrait t'aider. Mais effectivement les interfaces fluide/air(vide) sont à la même (dé)pression

[A voir en vidéo sur Futura]

[calculair]

Pour te mettre sur la voie

Si le mourceau de bois flotte quand tu es sur terre...Que se passe t'il si tu es sur la Lune......?

[mathieu620]

Premièrement merci beaucoup pour toutes ces réponses !

1. Alors si je suis bien ce que vous me dites je pense que je peux écrire la norme de la somme vectorielle du poids et de la poussée d’Archimède qui sont les deux forces s'appliquant sur le morceau de bois : F = g.(m-ρ.V) qui est donc dirigée vers le bas et si g diminue cette force étant moins intense le morceau de bois est sensé monter. Pour l'eau dans laquelle il flotte elle est uniquement soumise à son propre poids : p = m.g donc si g diminue elle est aussi sensé monter. Ce qui me donne la réponse E, est-ce exact ?

2. Je ne vois pas trop ce que peut permettre l'hypothèse de tube infini. Apparemment ce que je pensais était bon à savoir que la "dé"pression (désolé pour cette erreur de ma part) est la même aux interfaces fluide/vides d'où ρ1.g.h1 = ρ2.g.h2 ce qui nous donne un rapport de 2 entre h1 et h2 cependant j'ai un doute sur la façon de résoudre cette exercice puisque de cette manière ci je ne tiens pas compte de la différence de rayon entre les 2 tubes. Est ce que je suis sur la bonne voie ou est ce que je me trompe sur toute la ligne ?

Merci d'avance !

[LPFR]

Bonjour.
Pour la 1 : Si l’objet flotte, son poids est égal à la poussée d’Archimède.
Supposez qu’un volume V de l’objet (à l’équilibre) est immergé. Écrivez l’égalité que je viens de vous suggérer.
Qu’arrive-t-il quand l’accélération n’est pas ‘g’ mais « g + a » (ou ‘a’ est l’accélération de l‘ascenseur)
Au revoir.

[invite07941352]

Bonjour,
Pour le 2 , d'accord , le tube infini est un peu trop long ...
A part cela, oui, vous êtes pas loin , vous connaissez le baromètre de Torricelli ?
Quelle est l'influence de la différence de diamètres des tubes ???

[le_STI]

Si les tubes font moins de 12.5m (à la louche) les fluides vont se mélanger lorsqu'on fera le vide...
OK, l'infini c'était peut-être un peu trop long , alors disons qu'ils sont d'une longueur suffisante pour qu'on puisse faire un tirage au vide parfait, ou alors qu'on fait un vide partiel permettant d'éviter aux liquides de remonter trop haut, peu importe.

Si tu veux tenir compte du diamètre des tubes, fais l'analyse des forces dans une section du tube (au hasard, celle qui se trouve au niveau de la surface libre dans le récipient) et vois si la section entre en compte (ou pas) dans le calcul de la hauteur de colonne de fluide.

[mathieu620]

Alors pour la 1 :

ρ.V(immergé).g = m.g

ρ.V(immergé) = m donc je suppose que l'accélération ne change rien à la position du bout de bois par rapport au fluide
Par contre le fluide doit monter en théorie puisque son poids est P = m.g au repos et P = m.(g-a) en descente. Est ce que c'est mieux comme cela ?

2. Alors non je n'ai pas vu le baromètre de Torricelli et je ne sais justement pas quel influence peut avoir le diamètre des tubes. Je vais me renseigner sur ce baromètre et voir ce que je peux en tirer ! Si quelqu'un pouvait m'éclairer sur l'influence du diamètre ?

Merci d'avance !

[mathieu620]

Alors en regardant la description de ce baromètre je pense que je peux affirmer que sur les deux liquides se trouvant dans les deux récipients s'exerce la même pression à savoir la pression atmosphérique et donc la pression aux interfaces fluide/vide sont les même et donc mon égalité est vérifié. Je ne sais toujours pas par contre si le rayon des tubes a une quelconque importance je pense tout de même que si puisque la pression est un force par unité de surface donc il doit y avoir un rapport sans doute. Quelqu'un pourrait il infirmer ou confirmer ou même préciser ce que j'avance ?

[LPFR]

Re.

Alors pour la 1 :

ρ.V(immergé).g = m.g

ρ.V(immergé) = m donc je suppose que l'accélération ne change rien à la position du bout de bois par rapport au fluide

OK. C’est bon.

Par contre le fluide doit monter en théorie puisque son poids est P = m.g au repos et P = m.(g-a) en descente. Est ce que c'est mieux comme cela ?

Es-ce que vous montez jusqu’au plafond quand l’ascenseur accélère vers le bas ?

2. Alors non je n'ai pas vu le baromètre de Torricelli et je ne sais justement pas quel influence peut avoir le diamètre des tubes. Je vais me renseigner sur ce baromètre et voir ce que je peux en tirer ! Si quelqu'un pouvait m'éclairer sur l'influence du diamètre ?

Non. Quand vous aurez compris ce qu’est la pression et comme fonctionne le baromètre de Torricelli vous répondrez vous-même.
A+

[le_STI]

Si quelqu'un pouvait m'éclairer sur l'influence du diamètre ?

As-tu vu mon message précédent?

Es-ce que vous montez jusqu’au plafond quand l’ascenseur accélère vers le bas ?

Ca, ça dépend de l'accélération de l'ascenseur (s'il n'est pas simplement suspendu)

[mathieu620]

Es-ce que vous montez jusqu’au plafond quand l’ascenseur accélère vers le bas ? : J'aurais aussi dis que ça dépend de l'accélération mais que dans tous les cas le poids est moins puissant de là à dire que l'eau monte je ne sais pas si on peu l'affirmer, je pense que c'est possible si l'accélération de l'ascenseur est suffisante, ai je raison ?

2. Si je fais la somme des forces au niveau des interfaces fluide/vide je pense que je peux dire quà ce niveau le poids de la colonne de liquide par unité de surface est égale à la pression atmosphérique d'où : Patm = ρ.V.g / S = ρ.h.g donc en fait puisque justement la pression est une force par unité de surface visiblement le rayon du tube ne change rien à la hauteur de la colonne de liquide n'est ce pas ?

En espérant que mon raisonnement est correct !

[LPFR]

Re.
Oui. C’est bon.
Pour la première, l’eau montera sin l’accélération vers le bas est plus grande que ‘g’ (comme proposé par le_STI), et vous vous cognerez la tête contre le plafond (mais le meilleur est à venir )
Pour le 2 c’est aussi correct. La pression ne dépend que de la hauteur de la colonne et non du diamètre de celle-ci.
A+

[le_STI]

......
2. Si je fais la somme des forces au niveau des interfaces fluide/vide je pense que je peux dire quà ce niveau le poids de la colonne de liquide par unité de surface est égale à la pression atmosphérique.....

C'est correct, mais attention, il s'agit du niveau de l'interface air/fluide dans le récipient

[mathieu620]

Merci beaucoup à vous tous vous m'avez été d'une grande aide !