Statique des fluides. Hydrostatique et capillarité
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Archimède a-t-il trouvé l’expression de la poussée qui porte son nom ? Certes non. Les premières traces historiques avérées d’expériences de statique des fluides quantitatives sont l’invention du baromètre par Torricelli en 1644 et la mise en évidence du lien entre altitude et pression atmosphérique par Blaise Pascal en 1648.
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Rubrique :
Mécanique – Physique
ISBN :
9782383950615
Référence :
2061
Année de parution :
2023
Archimède a-t-il trouvé l’expression de la poussée qui porte son nom ? Certes non. Les premières traces historiques avérées d’expériences de statique des fluides quantitatives sont l’invention du baromètre par Torricelli en 1644 et la mise en évidence du lien entre altitude et pression atmosphérique par Blaise Pascal en 1648.
La loi fondamentale de la statique des fluides est simple à énoncer et à démontrer. Dès lors, on peut s’intéresser aux forces exercées sur un fluide par son entourage et réciproquement ; la poussée d’Archimède en est le bilan.
Nous en explorerons les conséquences et applications dans des domaines divers : mesure des pressions, presse hydraulique, conception des barrages, l’étude complexe des mouvements d’un corps flottant, l’évolution de la pression atmosphérique avec l’altitude dans différentes conditions climatiques, les différents types de ballons atmosphériques, etc. sans oublier une visite aux séquoias géants de Californie.
Nous nous pencherons ensuite sur les phénomènes de surface, dits de capillarité, dont nous expliquerons l’origine et rechercherons les lois. Nous vous apprendrons à marcher sur l’eau, si vous êtes un insecte, ou sinon à faire de belles bulles de savon et à vous émerveiller de la forme d’une goutte d’huile sur l’eau ou sur un support solide.
Bonne lecture.
| Référence : | 2061 |
| Nombre de pages : | 96 |
| Format : | 16x24 cm |
| Reliure : | Broché |
| Rôle | |
|---|---|
| Sornette Joël | Auteur |
Introduction
Conseils de l’auteur pour la lecture
1 Loi fondamentale de la statique des fluides parfaits
1.1 Fluides parfaits
1.2 Isotropie de la pression
1.3 Loi fondamentale de la statique des fluides
1.4 A retenir de ce chapitre
2 Statique des fluides incompressibles
2.1 Champ de pression dans un champ de pesanteur uniforme
2.2 Surface libre. Vases communicants. Baromètres
2.2.1 Surface libre d’un liquide
2.2.2 Vases communicants
2.2.3 Baromètre
2.3 Quatre exercices
2.3.1 Surface libre d’un liquide en rotation
2.3.2 Manomètre différentiel
2.3.3 La fontaine de Héron
2.3.4 Comment la sève arrive-t-elle au sommet des séquoias géants ?
2.4 Paradoxe hydrostatique. Crève-tonneau. Presse hydraulique.
2.5 Calcul des forces pressantes et de leurs moments
2.6 Trois exercices
2.6.1 Décoller une demi-sphère creuse de son support
2.6.2 Barrage-voûte
2.6.3 Barrage-poids
2.7 Poussée d’Archimède. Centre de poussée
2.7.1 La petite histoire
2.7.2 La loi physique
2.7.3 Exemples de non validité
2.7.4 Centre de poussée
2.8 Equilibre des corps flottants. Pilonnement, tangage, roulis
2.8.1 La position d’équilibre
2.8.2 Mouvement de pilonnement
2.8.3 Mouvements de tangage et de roulis
2.8.4 Exercice : Stabilité d’un cube flottant
2.8.5 Exercice : Stabilité d’un navire-citerne vis-à-vis du roulis
2.9 Equilibre de corps immergés
2.9.1 Condition d’équilibre
2.9.2 Stabilité de l’équilibre
2.10 A retenir de ce chapitre
2.11 Corrigé des exercices de ce chapitre
3 Statique des gaz
3.1 L’expérience du Puy de Dôme
3.2 Le problème posé
3.3 Le modèle isotherme
3.4 Exercice : Cas du gradient thermique uniforme
3.5 Le modèle adiabatique
3.6 Stabilité de l’atmosphère
3.7 Le modèle adiabatique humide. Effet de foehn
3.7.1 Le modèle adiabatique humide
3.7.2 L’effet de foehn
3.8 Aérostats
3.8.1 Historique
3.8.2 Exercice : différents types d’aérostats
3.9 A retenir de ce chapitre
3.10 Corrigés des exercices de ce chapitre
4 Capillarité
4.1 Energie de surface
4.2 Forces de capillarité
4.3 Angles de raccordement
4.3.1 Cas de trois fluides
4.3.2 Exercice : Cas d’un liquide au contact avec l’air et un solide
4.4 Surfaces minimales
4.5 Coalescence
4.6 Formule de Laplace
4.6.1 La bulle de savon
4.6.2 Un paradoxe classique
4.6.3 La formule de Laplace
4.7 Forme d’un liquide pesant en contact avec un solide. Loi de Jurin
4.7.1 Ascension d’un liquide le long d’une paroi plane verticale
4.7.2 Goutte posée sur un plan
4.7.3 Le compte-gouttes
4.7.4 Exercice : forme d’un film d’eau savonneuse
4.7.5 Loi de Jurin
4.7.6 Exercice : Un peu plus sur la loi de Jurin
4.8 A retenir de ce chapitre
4.9 Corrigés des exercices de ce chapitre
5 En guise de conclusion
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