La mélodie de la tasse de café

[brickunium]

Bonjour,

si comme moi vous n'arrivez pas à vous passer d'un (petit) morceau de sucre dans votre café, vous avez certainement fait cette observation : quand on "touille" le café puis qu'on cogne le rebord de la tasse avec sa cuillère, la tasse émet un son d'abord plutôt grave, puis de plus en plus aigu, sans qu'on change le point d'application, ni l'intensité de la force. Je suppose une astuce de méca flu là-dessous, mais comme je ne suis pas compétent... Je formule donc : la fréquence du tintement émis par une tasse frappée par une cuillère, tasse emplie d'un liquide préalablement mis en rotation, augmente-t-elle en raison de la diminution de la vitesse de rotation du liquide contenu ? Si oui pourquoi ?

Merci à tous
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[obi76]

Bonjour,

un fluide en rotation voit sa surface libre avoir un profil parabolique, dépendant de la vitesse de rotation du fluide en question. Du coup j'aurai dit l'inverse : le son devrait devenir de plus en plus grave a mesure que sa vitesse de rotation décroit du coup... étrange

[coussin]

J'ai constaté la même chose. J'en ai parlé à un collègue, spécialiste en vulgarisation, et il connaissait le phénomène et son explication.
J'ai malheureusement oublié les détails... Je crois que ça a à voir avec des bulles qui se forment dans le liquide.
Je regarde si Mr Google en sait plus...

[phuphus]

un fluide en rotation voit sa surface libre avoir un profil parabolique, dépendant de la vitesse de rotation du fluide en question. Du coup j'aurai dit l'inverse : le son devrait devenir de plus en plus grave a mesure que sa vitesse de rotation décroit du coup... étrange

Le premier mode propre de vibration d'un verre (ou d'une tasse) possède 4 ventres et 4 nœuds radiaux. Plus on s'approche de la base et plus l'amplitude décroit. Le mode de déformation prépondérant n'est pas de la flexion circulaire mais de la flexion axiale (depuis la base du verre jusqu'à l'extrémité de chaque "lamelle"). Ainsi, de la masse mise près du bord libre du verre aura une grande influence, alors que la masse présente vers le fond sera quasiment sans effet.

Une petite expérience à faire : remplir le verre à moitié, taper dessus, et tout en tapant l'incliner jusqu'à amener l'eau à la limite du débordement. La conclusion devrait être que la vitesse de rotation du fluide fait baisser la fréquence.

J'ai constaté la même chose. J'en ai parlé à un collègue, spécialiste en vulgarisation, et il connaissait le phénomène et son explication.
J'ai malheureusement oublié les détails... Je crois que ça a à voir avec des bulles qui se forment dans le liquide.
Je regarde si Mr Google en sait plus...

L'explication officielle est le "hot chocolate effect".

[A voir en vidéo sur Futura]

[obi76]

Le premier mode propre de vibration d'un verre (ou d'une tasse) possède 4 ventres et 4 nœuds radiaux. Plus on s'approche de la base et plus l'amplitude décroit. Le mode de déformation prépondérant n'est pas de la flexion circulaire mais de la flexion axiale (depuis la base du verre jusqu'à l'extrémité de chaque "lamelle"). Ainsi, de la masse mise près du bord libre du verre aura une grande influence, alors que la masse présente vers le fond sera quasiment sans effet.

Une petite expérience à faire : remplir le verre à moitié, taper dessus, et tout en tapant l'incliner jusqu'à amener l'eau à la limite du débordement. La conclusion devrait être que la vitesse de rotation du fluide fait baisser la fréquence.

Pour les fluides pas de soucis, pour le coté structurel je ne savais pas. Donc mon explication tiendrait la route, merci

[brickunium]

Donc si je comprends bien le lien vers le "hot chocolate effect", c'est le dégazage progressif des bulles d'air libérées lors de la dissolution du sucre qui augmente la vitesse du son dans le fluide, et fait ainsi diminuer sa fréquence ?

Merci pour l'explication !