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Principes de Pascal, pression hydrostatique

Posté par
mccoy
26-05-17 à 15:27

Bonjour,

Je bloque sur l'ennoncé suivant :

Calculer la force nécessaire F2 qui devrait être délivrée sur une surface A2 = 0.5 m², pour garder la masse (m1 = 600 kg) en équilibre sur la surface A1 = 5m² ? Les deux surfaces ne sont pas situées au même niveau, A2 étant situé à 8m au dessus par raport à A1 (densité liquide = 1000 kg/m3)

J'arrive à trouver la solution quand les deux points sont au même niveau, mais pas lorsque il y a une différence de hauteur... Est ce que vous auriez une idée de la méthodologie ? Merci d'avance !!

Principes de Pascal, pression hydrostatique

Posté par
vanoise
re : Principes de Pascal, pression hydrostatique 26-05-17 à 15:54

Bonjour
La différence de pression entre deux points d'un même liquide en équilibre est égale à :

P_{(A)}-P_{(B)}=\rho.g.h
est la masse volumique du liquide et h la différence d'altitude entre les points B et A.

Posté par
mccoy
re : Principes de Pascal, pression hydrostatique 26-05-17 à 16:13

Vanoise, merci de ta réponse, peux tu détailler la méthodologie car je ne vois pas comment trouver la force à exercer sur A2 à partir de cette formule...

Posté par
mccoy
re : Principes de Pascal, pression hydrostatique 26-05-17 à 18:44

Vanoise, je me suis mal exprimée, quand je fais le calcul j'obtiens :

Pa - Pb = p . g . h
6000/5 - x / 0.5 = 1000 . 10 .8
x / 0.5 = 80000
x = 39400 N

Je ne comprend pas pourquoi F2 est plus grande lorsqu'elle est à 8 m que lorsque les deux points sont à la même hauteur (600N). Pour moi plus le tube est haut moins on a besoin de force pour garder le système en équilibre ?

Posté par
vanoise
re : Principes de Pascal, pression hydrostatique 26-05-17 à 19:19

Citation :
Pour moi plus le tube est haut moins on a besoin de force pour garder le système en équilibre ?

Bien raisonné mais tu as des problèmes de calcul !
Reprends la résolution de ton équation que l'on peut simplifier ainsi :
1200-2x=80000
Tu vas obtenir une valeur de x négative. Essaie d'interpréter physiquement ce résultat.
Si tu ne comprends pas bien, essaie de calculer à quelle hauteur le liquide monterait dans le tube de droite si aucune force n'était exercée sur sa surface (surface libre).

Posté par
mccoy
re : Principes de Pascal, pression hydrostatique 27-05-17 à 11:20

Merci merci merci Vanoise j'ai compris !! donc pour être en équilibre on doit exercer une pression de -39400N, ce qui veut dire qu'on peut soit créer une "dépressurisation" de 3.94 T sur la surface A2 soit compenser sur A1 en rajoutant 3.94T à nos 600 Kg donc 4.54T pour supporter cette colonne d'eau...

Posté par
vanoise
re : Principes de Pascal, pression hydrostatique 27-05-17 à 12:23

Oui ou plus simplement : la force F1 exercée sur le piston de droite est orientée vers le haut, tendant ainsi à faire monter le liquide dans la colonne de droite. Sans cette force, la liquide ne monterait dans la colonne de droite que de 12cm !

Posté par
quarkplus
re : Principes de Pascal, pression hydrostatique 27-05-17 à 12:54

Bonjour les amis ,
Je ne comprends pas pourquoi vous faites intervenir la section de la colonne de droite
étant donné que le piston ne sert à rien , donc  :
Situation de départ :
Pression à gauche  sous la masse   6000 / 5  =  1200  Pa
Pression  a droite  :  80000  Pa  
Pas d'équilibre ...

Situation avec la résolution :
Pression à gauche   45400  /   5   =  9080  Pa  
Pression à droite inchangée  :  80000  Pa  
Toujours pas d'équilibre ...

Où mon raisonnement est il faux  ?????

Posté par
vanoise
re : Principes de Pascal, pression hydrostatique 27-05-17 à 14:16

Citation :
étant donné que le piston ne sert à rien

Pas d'accord : si le piston n'existait pas : la surpression par rapport à la pression atmosphérique (mg/A2=1200Pa) ne produirait qu'une dénivellation de 12cm d'eau. Pour produire une dénivellation de l'eau de 8m, il faut, à l'aide du piston de la colonne de droite exercer une force verticale ascendante F2 de façon à compenser en partie la force de pression atmosphérique et faire monter le liquide de 8m un peu comme peut le faire le piston d'une seringue qui aspire un liquide.
Pour que la pression de l'eau à l'altitude du bas de la masse m soit (en valeur relative) de 1200Pa des deux côtés, Il faut avoir l'égalité :
1200=80000-F2/A2

Posté par
quarkplus
re : Principes de Pascal, pression hydrostatique 27-05-17 à 15:17

Re,
Mais si j'ajoute une masse de 39400 kg à gauche , je me retrouve bien dans la situation initiale de la figure  ?
Sans faire aucune hypothèse sur le piston ?

Posté par
vanoise
re : Principes de Pascal, pression hydrostatique 27-05-17 à 19:44

Citation :
Sans faire aucune hypothèse sur le piston ?

Pour affirmer qu'exercer une force verticale ascendante F1=39400N sur un piston de masse négligeable à droite est équivalent à laisser la surface de droite libre en ajoutant à gauche une masse de 39400kg il faut poser : A1=10A2... (toujours bien sûr avec g=10N/kg)



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