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Calcul de pressions en Pascals exercees sur le fond de tubes

Posté par
tousimplement
22-08-11 à 19:21

Bonjour, j'ai un exercice a faire que j'ai d'ailleurs fait mais je voudrais savoir si mon raisonnement est juste ainsi que ma reponse. Je remercie d'avance tout ceux qui prendront la peine d'y repondre :

Deux vases cylindriques A et B, de section 4 cm^2 et 1 cm^2 communiquent entre eux par un tube fin, de volume negligeable et muni d'un robinet. Les fonds des tubes sont dans un meme plan horizontal.

1/ Si le robinet est ferme et que l'on verse dans chacun des tubes un volume de 30 cm^3 d'acetone de masse volumique 790 kg/m^3 ; quelles sont les pressions exercees sur le fond des tubes.

2/ Si l'on ouvre le robinet que deviennent ces pressions, en donner la valeur.

Alors pour le 1/ je trouve pour pA = 790*9,81*0,075 = 581,24 Pa et pour pB = 790*9,81*0,3 = 2324,97 Pa

Et pour le 2/ je trouve pour les 2 vases une pression equivalente de : p = 790*9,81*0,1875 = 1453,10 Pa

Est-ce juste ? J evous remercie d'avance.

Posté par
tousimplement
re : Calcul de pressions en Pascals exercees sur le fond de tube 22-08-11 à 22:06

J'ai oublier de mentionner que pour le 1er clacul qui concerne le vase A j'ai detemrminer la hauteur du liquide verse (30 cm^3) sur une base d'un cylindre de 4 cm^2 ce qui fait une hauteur de : 30 / 4 = 7,5 cm

Et pour le vase B je reprends les memes donnees et j'effectue le clacul sur la base d'un cylindre de 1 cm^2 ce qui fait pour h = 30 / 1 = 30 cm.

Posté par
Coll Moderateur
re : Calcul de pressions en Pascals exercees sur le fond de tube 23-08-11 à 09:01

Re - bonjour,

D'accord pour les deux réponses de la première question.

Je ne comprends pas d'où vient la valeur 0,1875 (mètre, je suppose) pour résoudre la deuxième question. Peux-tu en dire plus ?

Posté par
tousimplement
re : Calcul de pressions en Pascals exercees sur le fond de tube 23-08-11 à 10:34

Oui c'est en mètres. J'ai fait la moyenne de hauteur entre les 2 liquides du 1/ car vu que le robinet est ouvert les 2 liquides vont se trouver sur un même niveau horizontal. Le calcul que j'ai fait est le suivant : (7,5 + 30) / 2 = 18,75 cm = 0,1875 mètre

Posté par
Coll Moderateur
re : Calcul de pressions en Pascals exercees sur le fond de tube 23-08-11 à 10:45

C'est bien ce que j'avais "deviné".

Alors, raisonnons :
Le niveau dans le tube cylindrique de 4 cm2 de section est passé de 7,5 cm à 18,75 cm
c'est-à-dire qu'un volume de liquide de 4 (18,75 - 7,5) = 4 11,25 = 45 cm3 est entré dans ce cylindre

Le niveau dans le tube cylindrique de 1 cm2 de section est passé de 30 cm à 18,75 cm c'est-à-dire qu'un volume de liquide de 1 (30 - 18,75) = 1 11,25 = 11,25 cm3 a quitté ce cylindre

N'y a-t-il pas un problème ?

Posté par
tousimplement
re : Calcul de pressions en Pascals exercees sur le fond de tube 23-08-11 à 11:02

oui en effet dans ce sens la il y a un gros probleme, neanmoins dans tes calculs pour representer le volume de liquide rajoute ou diminue, tu utilises dans le produit le chiffre 4 qui correspond a l'aire alors que l'on parle de volume. Je ne saisis pas le calcul. Pour le volume d'un cylindre n'est-ce pas : pi * R^2 * hauteur = volume du cylindre ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Calcul de pressions en Pascals exercees sur le fond de tube 23-08-11 à 11:05

Le volume V (en cm3) d'un cylindre de section S cm2 et de hauteur h cm
est simplement
V = Sh

Posté par
tousimplement
re : Calcul de pressions en Pascals exercees sur le fond de tube 23-08-11 à 11:27

Oui en effet, lol. J'ai ete fort la. desole pour cette question de niveau college

Posté par
tousimplement
re : Calcul de pressions en Pascals exercees sur le fond de tube 23-08-11 à 11:39

Ce serait alors plutot une equation de cette forme avec :

- 4 represente la surface du vase A
- 1 represente la surface du vase B
- x serait la hauteur recherchee du vase A
- y serait la hauteur recherchee du vase B pour que les liquides des 2 vases soient a la meme hauteur avec au total 30 cm^3 de contenance

4x + 1x = 30 c'est-a-dire 5x = 30 donc la hauteur devrait plutot etre de 6 cm chacun c'est bien ca ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Calcul de pressions en Pascals exercees sur le fond de tube 23-08-11 à 11:47

Le raisonnement est le bon. Le résultat n'est pas le bon, mais c'est moins grave...

Puisqu'on a versé 30 cm3 dans chacun des deux cylindres, le volume total vaut... 60 cm3

Puisque la surface totale des deux cylindres vaut 4 + 1 = 5 cm2
la hauteur d'équilibre dans chacun des cylindres sera
60 / 5 = 12 cm = 0,12 m

Et donc la pression à l'équilibre au bas des cylindres sera... ?

Posté par
tousimplement
re : Calcul de pressions en Pascals exercees sur le fond de tube 23-08-11 à 11:55

ah oui mince !!! C'est vrai, je suis reste bloquer sur le 30 cm^3. Donc 12 cm = 0,12 m

Alors la pression exercee sur le fond des tubes serait egale a : p = 790 * 9,81 * 0,12 = 93o Pa.

???

Posté par
Coll Moderateur
re : Calcul de pressions en Pascals exercees sur le fond de tube 23-08-11 à 11:57

Très bien ! La pression sera environ de 930 Pa

Posté par
tousimplement
re : Calcul de pressions en Pascals exercees sur le fond de tube 23-08-11 à 12:02

j'ai bien compris mes erreurs et la logique. Surtout dans le fait d'equilibrer les 2 tubes. Merci beaucoup. A present cela est devenu tres clair. Je vais quand meme m'entrainer sur des exercices du meme genre. En tout cas un grand merci

Posté par
Coll Moderateur
re : Calcul de pressions en Pascals exercees sur le fond de tube 23-08-11 à 12:14

Je t'en prie.
A une prochaine fois !

Posté par
tousimplement
re : Calcul de pressions en Pascals exercees sur le fond de tube 23-08-11 à 12:42

Par contre j'ai une petite qustion concernant g. Pour chacun des exercices lorsque g n'est pas mentionne dans l'exercice, est-il preferable que je prenne g pour valeur 9,8 ou 9,81 ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Calcul de pressions en Pascals exercees sur le fond de tube 23-08-11 à 13:33

A Paris g = 9,81 N.kg-1 (ou 9,81 m.s-2)

Si on ne précise pas, mais que c'est néanmoins en France métropolitaine, il est préférable de prendre simplement g = 9,8 N.kg-1 (ou 9,8 m.s-2)

A 2 % près, de nombreux problèmes disent qu'il suffit d'adopter g 10 N.kg-1 (ou 10 m.s-2)

A l'équateur et au niveau de la mer (car g varie assez vite avec l'altitude) g 9,78 m.s-2

Aux pôles g 9,83 m.s-2

Remarque générale : des mesures au millième près (la différence entre 9,81 et 9,8) sont déjà de belles mesures qui demandent quelques précautions. Pour ce qui est de l'accélération due à la pesanteur ("g") on sait mesurer cette grandeur avec une très faible incertitude (mais c'est une autre histoire).

Posté par
tousimplement
re : Calcul de pressions en Pascals exercees sur le fond de tube 23-08-11 à 13:42

Ok merci bien pour toutes ces précisions. Bonne continuation



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