Pression à l'intérieur d'une éprouvette retournée remplie d'eau

Expérience de mécanique des fluides : Pression à l’intérieur d’une éprouvette retournée remplie d’eau

Physique

Mécanique des fluides / Pression hydrostatique

Public : Secondaire et Supérieur

Durée : < 1 min

Liste du matériel et des produits nécessaires :

- un bassin rempli d’eau,

-une capsule manométrique et un manomètre

 à eau,

- une grande éprouvette remplie d’eau,

- un statif et une pince.

Recommandations pour réaliser l’expérience :

- Après avoir montré que la pression augmentait avec la profondeur, déplacer la capsule manométrique à l’intérieur de l’éprouvette retournée et remplie d’eau.

Exploitation pédagogique :

- Il est préférable, avant d’analyser cette expérience, d’avoir déjà étudié la formule de la pression absolue au sein d’un liquide soumis à la pression atmosphérique : P = P_atm + r.g.h   

où r.g.h est la pression hydrostatique ; r est la masse volumique du liquide et h la profondeur d’immersion.

- On peut montrer la version incomplète de l’expérience et mener une activité de réflexion avec les étudiants avant de montrer la version complète.

- Les étudiants seront probablement surpris de constater que la pression à l’intérieur de l’éprouvette est inférieure à la pression atmosphérique dès que l’on se situe au-dessus du niveau d’eau dans le bassin.  De fait, pour la situation présentée, la pression augmente si la capsule manométrique s’enfonce dans l’eau mais diminue lorsqu’elle s’élève dans le même liquide et ce même au-dessus du niveau d’eau du bassin  (où règne la pression atmosphérique).

Lorsque la capsule manométrique se trouve dans le tube retourné à une hauteur h’ au-dessus du niveau de l’eau dans le bassin, elle est soumise à une pression égale à P = P_atm - r.g.h’.

Lien(s) vers la vidéo :

https://ezcast.uclouvain.be/ezmanager/distribute.php?action=media&album=OER-pub&asset=2023_07_03_14h44_03s&type=cam&quality=low&token=HBLLMTMW&origin=link

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- Cette vidéo est exploitée dans un test de mécanique des fluides sur https://www.diagnosciences.be/