Force et mouvement 3 (Fluides)

Objectifs d'apprentissage

Connaître les principes importants qui décrivent le comportement des fluides:

  1. Principe d'Archimède
  2. Principe de Pascal
  3. Principe de Bernoulli

Être capable de :

  • Décrire la relation entre le poids du volume d'eau déplacé par un corps immergé et la poussée verticale subie. Principe d'Archimède)
  • Expliquer la flottabilité d'un corps à l'aide du principe d’Archimède.
  • Reconnaitre des objets techniques ou des systèmes technologiques dont le fonctionnement s'appuie sur le principe de Pascal.
  • Décrire la relation entre la vitesse d'un fluide et sa pression. (Principe de Bernoulli)
  • Expliquer la notion de portance à l'aide du principe de Bernoulli.

Connaissances à construire

1. Principe d'Archimède

La poussée d'Archimède est la force particulière que subit un corps plongé en tout ou en partie dans un fluide (liquide ou gaz) soumis à un champ de gravité. Cette force provient de l'augmentation de la pression du fluide avec la profondeur: la pression étant plus forte sur la partie inférieure d'un objet immergé que sur sa partie supérieure, il en résulte une poussée globalement verticale orientée vers le haut. C'est à partir de cette poussée qu'on définit la flottabilité d'un corps (Wikipédia).

1. Première partie

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2. Deuxième partie

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3. Troisième partie

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4. Quatrième partie

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Principe de Pascal

  1. Dans un liquide en équilibre de masse volumique uniforme, la pression est la même en tout point du liquide et cela aussi longtemps que ces points sont à la même profondeur.
  2. Toute variation de pression en un point d'un liquide contenu dans un récipient s'accompagne d'une égale variation de pression en tout point du liquide. (Wikipédia).

1. Gaz compressible et liquide incompressible

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2. Principe de Pascal

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Principe de Bernoulli

Le principe de Bernoulli énonce que dans le flux d'un fluide, l'augmentation de la vitesse produit simultanément une diminution de la pression.

Il a posé les bases de la dynamique des fluides et, d'une façon plus générale, de la mécanique des fluides. Initialement utilisé pour des fluides en circulation dans une conduite, il a trouvé un important champ d'application en aérodynamique (portance).

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1. La portance

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2. Effet Magnus

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Et si on passait à la pratique ?

Maintenant à vous de travailler afin de bien maîtriser la théorie. Vous êtes prêt pour la première série d'exercices

  1. La _______________ est la force particulière que subit un corps plongé en tout ou en partie dans un fluide soumis à un champ de gravité.
  2. Lorsqu’on introduit un objet dans un liquide, la poussée d’Archimède _______________ à la force gravitationnelle exercée sur cet objet.
  3. La flottabilité est la différence entre la __________________ et la _________________.
  4. L’équation qui décrit le principe de Pascal est : ______________________.
  5. Selon le ____________________, la vitesse d’un fluide en mouvement influe sur sa pression.
  6. Selon le principe de Bernoulli, lorsque la vitesse ______________, la pression ___________.

  1. Expliquer à l’aide de la poussée d’Archimède pourquoi une montgolfière peut s’élever dans les airs.
  2. Expliquer les trois situations possibles d’un objet introduit dans un liquide.
  3. Qu’est-ce que l’avantage mécanique?
  4. Associer les différents exemples d'utilisation dans la vie de tous les jours aux différents principes (Archimède, Pascal ou Bernoulli).


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