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Exercice manomètre

Posté par
Hobgobelin
06-12-09 à 15:13

Bonjour à tous.

J'ai une question simple à propos du manomètre avec tube en U : Pourquoi lorsque la pression extérieure est la même, la hauteur du liquide remplissant le manomètre est la même ? cela découle-t-il de la loi fondamentale de l'hydrostatique ?

Merci d'avance !

Posté par
donaldos
re : Exercice manomètre 06-12-09 à 15:32

Effectivement, puisque cette loi permet de relier la pression à la hauteur d'un liquide.

Mais dans ce cas précis, la symétrie du montage suffit à elle seule à justifier que les deux niveaux soient identiques.

En revanche, la loi fondamentale de l'hydrostatique permettra de déterminer la différence de pression entre la pression extérieure et celle de référence lorsque les niveaux ne sont justement plus égaux.

Posté par
Hobgobelin
re : Exercice manomètre 06-12-09 à 16:11

Alors déjà merci pour ces quelques informations.

Pour ce qui est du montage, il n'est pas symètrique : y'a un tube ( de section s ) à droite et un réservoir à gauche ( de section S ).

La loi dit : P(z) : Po - pgz

Tu pourrais m'expliquer mathématiquement pour z est la même ?
Et comment on détermine "la différence de pression entre la pression extérieure et celle de référence lorsque les niveaux ne sont justement plus égaux" s'il te plait ?

Posté par
Hobgobelin
re : Exercice manomètre 06-12-09 à 16:19

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Ca donne ça en gros le schéma.

Posté par
Hobgobelin
re : Exercice manomètre 06-12-09 à 16:21

avec bien sur le tube à droite qui rejoint le coude, petit problème de dessin

Posté par
donaldos
re : Exercice manomètre 06-12-09 à 16:23

Je ne comprends pas ta première question.

Pour la seconde, si l'on note P_A la pression régnant au niveau de la surface du réservoir et P_B celle régnant au niveau du tube et z_A et z_B la hauteur de liquide dans chaque,on peut appliquer la relation fondamentale de l'hydrostatique en partant:

1. De la surface du liquide contenu dans le réservoir:

P(z)=P_A+\rho g \left(z_A-z\right)

2. De la surface du liquide dans le tube.

P(z)=P_B+\rho g \left(z_B-z\right)

Il suffit ensuite décrire l'égalité entre ces deux expressions pour déterminer P_A-P_B ...

Posté par
Hobgobelin
re : Exercice manomètre 06-12-09 à 16:32

Bein ma première question est la suivante : En partant de la loi fondamentale, trouver pourquoi la hauteur du liquide dans le tube et dans le réservoir est la même.

Sinon, comment on écrit l'égalité entre ces deux expressions ? J'ai pas bien compris cette partie =)

Merci encore de ton aide !

Posté par
Hobgobelin
re : Exercice manomètre 06-12-09 à 16:36

Citation :
trouver pourquoi la hauteur du liquide dans le tube et dans le réservoir est la même


... pour une pression Po atmosphérique, qui est la même des 2 côtés

Posté par
donaldos
re : Exercice manomètre 06-12-09 à 16:43

Je t'ai écrit deux expressions différentes donnant la pression P(z) dans le liquide : l'une en fonction de P_A,z_A et z et l'autre en fonction de P_B, z_B et z. Ces deux expressions sont évidemment égales. C'est ce qu'il faut que tu écrives...

Avec le résultat obtenu, tu peux aussi directement répondre à ta première question.

Posté par
Hobgobelin
re : Exercice manomètre 06-12-09 à 16:44

Ok merci beaucoup de ton aide =)

Posté par
Hobgobelin
re : Exercice manomètre 06-12-09 à 17:04

Autre question :

Si l'on note Zo la hauteur du liquide lorsque la pression des 2 côtés est la même, exxprimer la pression
P = Pa-Pb en fonction de Zb-Za, rho, g, s et S. Cas particulier s<<S.

Posté par
Hobgobelin
re : Exercice manomètre 06-12-09 à 17:07

J'ai trouvé sur le net :

S ( Zo - Za ) = s ( Zb - Zo )

P' = Pa - Pb = roh * g ( Zb - Zo ) ( 1+s/S )

Mais j'aimerais savoir pourquoi :/

Posté par
donaldos
re : Exercice manomètre 06-12-09 à 17:56

C'est simplement une traduction sous forme mathématique de la conservation du volume total de liquide dans le dispositif.

La variation de liquide dans le réservoir S(z_a-z_0) doit être égale à l'opposé de la variation de volume dans le tube S(z_b-z_0) : ce qui est perdu d'un côté se retrouve de l'autre et vice versa.



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