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Niveau licence
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Théorème de Bernoulli

Posté par
oxyad
09-10-15 à 21:16

Bonjour,

Dans un exercice, on me demande de calculer la vitesse VB grâce à la loi de Bernoulli : P1 + 1/2VA² + gzA = P2 + 1/2VB² + gzB

On me dit que ZA = ZB ; que PB = Patm et que VA = 1/16 de VB

Je peux donc simplifier, ce qui donne : P1 + 1/2VA² = P2 + 1/2VB²

Tout ce qu'il me faut, c'est isoler VB. Mais je ne sais pas comment faire ,il me faudrait une méthode étape par étape...

Merci pour votre aide

Posté par
gbm Webmaster
re : Théorème de Bernoulli 09-10-15 à 21:30

Salut,

Je suis très inquiet de voir que tu n'y parviennes pas en licence !

V_A = \dfrac{1}{16}.V_B 
 \\ 
 \\ \Leftrightarrow V_A^2 = \dfrac{1}{16^2}.V_B^2

que tu injectes dans ta relation de Bernoulli :

P_A + 1/2.\rho .V_A^2 + \rho .g.z_A = P_B + 1/2.\rho .V_B^2 + \rho .g.z_B

je suppose que le fluide est supposé incompressible pour simplifier ?

\rho = cste

or z_A = z_B

soit

\Leftrightarrow 2.P_A + V_A^2  = 2.P_B + V_B^2

\Leftrightarrow 2.P_A + V_A^2 = 2.P_B + V_B^2

\Leftrightarrow 2.P_A + \dfrac{1}{16^2}.V_B^2 = 2.P_{atm} + V_B^2

etc.

Tu trouves donc ?

Posté par
oxyad
re : Théorème de Bernoulli 09-10-15 à 22:04

Désolé je n'ai pas compris comment tu es passé de la loi de bernoulli à cette relation : 2.PA + VA² = 2.PB + VB²

Je comprend que les gh se suppriment puisqu'ils sont égaux

Mais les 1/2 et les qui disparaissent et un facteur 2 qui apparait devant PA et PB, ça non...



On a corrigé l'exercice en classe mais j'ai sous les yeux une démonstration que je ne comprend pas du tout, j'essaye de reprendre le problème à zéro. D'ailleurs personne de ma classe n'as compris la démonstration

Posté par
oxyad
re : Théorème de Bernoulli 09-10-15 à 22:09

J'ai oublié de préciser

P1 = 1,5.105 Pa
P2 = Patm = 105 Pa

Posté par
oxyad
re : Théorème de Bernoulli 09-10-15 à 22:13

Ok les disparaissent parcequ'ils sont égaux !. Dans l'énoncé =1000kh.m3 donc oui il est bien constant

Posté par
gbm Webmaster
re : Théorème de Bernoulli 10-10-15 à 10:30

Re,

Oui, parce que j'ai introduit une faute :

V_A = \dfrac{1}{16}.V_B 
 \\ 
 \\ \Leftrightarrow V_A^2 = \dfrac{1}{16^2}.V_B^2

que tu injectes dans ta relation de Bernoulli :

P_A + 1/2.\rho .V_A^2 + \rho .g.z_A = P_B + 1/2.\rho .V_B^2 + \rho .g.z_B

je suppose que le fluide est supposé incompressible pour simplifier ?

\rho = cste

or z_A = z_B

soit

\Leftrightarrow \dfrac{2.P_A}{\rho} + V_A^2  = \dfrac{2.P_B}{\rho} + V_B^2

--> je simplifie les altitudes puisqu'elles sont égales ;
--> puis comme le fluide est incompressible, la masse volumique reste constante, donc je divise le tout par la masse volumique et multiplie le tout par un facteur 2.

Enfin, on introduit la toute première relation entre les deux vitesses de fluide :
\Leftrightarrow 2.P_A + \dfrac{1}{16^2}.V_B^2 = 2.P_{B} + V_B^2

Et comme :
P_A = 1,5.P_{atm}
 \\ P_B = P_{atm}

\Leftrightarrow 2.1,5.P_{atm} + \dfrac{1}{16^2}.V_B^2 = 2.P_{atm} + V_B^2

\Leftrightarrow 3.P_{atm} + \dfrac{1}{16^2}.V_B^2 = 2.P_{atm} + V_B^2

Tu isoles la vitesse du fluide en B et tu trouves ?


Posté par
J-P
re : Théorème de Bernoulli 10-10-15 à 11:48

Attention, Rho s'est perdu en cours de route ...


P1 + 1/2 . Rho.VA² + gzA = P2 + 1/2.Rho.VB² + gzB

avec zA = zB et VA = VB/16 -->

P1 + 1/2 . Rho.(VB/16)²  = P2 + 1/2.Rho.VB²

P1 - P2 = 1/2 . Rho. VB²(1 - 1/16²)

P1 - P2 = 1/2 . Rho. VB²(255/256)

VB² = 2 * (256/255) * (P1 - P2)/Rho

VB² = (512/255) * (P1 - P2)/Rho

VB = RC[(512/255) * (P1 - P2)/Rho]

Et avec P1 = 1,5.10^5 et P2 = 10^5 Pa

VB = RC[(512/255) * 0,5.10^5/Rho]

Et si Rho = 1000 kg.m^-3 (ce qui n'est pas ce que tu as écrit), alors :

VB = RC[(512/255) * 0,5.10^5/1000] = 10 m/s (arrondi)

Sauf distraction.  

Posté par
gbm Webmaster
re : Théorème de Bernoulli 10-10-15 à 12:30

Salut J-P,

Oui je m'en suis aperçu après coup, j'ai donc corrigé en conséquence.
L'avantage de cette inattention de ma part est qu'oxyad a pu constater qu'il était capable de le faire par lui-même puisqu'il m'a corrigé .

A+

Posté par
oxyad
re : Théorème de Bernoulli 11-10-15 à 01:29

Je n'ai pas compris comment tu es passé de

P1 + 1/2 . Rho.(VB/16)² = P2 + 1/2.Rho.VB²

à

P1 - P2 = 1/2 . Rho. VB²(1 - 1/16²)

Posté par
J-P
re : Théorème de Bernoulli 11-10-15 à 10:59

Voila en super plus qu'en détail.

P1 + 1/2 . Rho.(VB/16)² = P2 + 1/2.Rho.VB²

P1 - P2 + 1/2 . Rho.(VB/16)² =  1/2.Rho.VB²

P1 - P2  =  1/2.Rho.VB² - 1/2 . Rho.(VB/16)²

P1 - P2  =  1/2.Rho.VB² - 1/2 . Rho.VB² * (1/16)²

P1 - P2  =  1/2.Rho.VB².(1 - (1/16)²)

P1 - P2  =  1/2.Rho.VB².(1 - 1/16²)

Attention, cela est du niveau Seconde (et encore celle de maintenant )

Posté par
gbm Webmaster
re : Théorème de Bernoulli 11-10-15 à 11:05

Effectivement, je rejoins J-P sur le fait qu'il faudrait que tu t'entraînes sur ce genre de gymnastique calculatoire qui est normalement abordée au collège

Tu risques sinon de rencontrer de sérieux problèmes dans la poursuite de tes études dans le supérieur.



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