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Quel est la hauteur de ce jet d'eau ?

Posté par
lulu1211
26-02-13 à 19:01

Quelqu'un pourrait-il m'aider avec cet exercice ?
Merci d'avance.

Le célèbre jet d'eau de Genève culmine à une hauteur de près de 140 m. On fournit ci-dessous des indormations techniques issues de la fiche touristique de la ville.

Vitesse d'éjection : 200 km/h
Débit : 500 L/s
Puissance des pompes : 1 MW
Puissance de l'éclairage : 9 kW

A l'aide de ces données, saurez-vous retrouver l'ordre de grandeur de la hauteur du jet ?

Posté par
J-P
re : Quel est la hauteur de ce jet d'eau ? 26-02-13 à 20:01

Conservation de l'énergie mécanique de l'eau (hors frottement)

1/2.m.v² = mgh

h = v²/(2g)

v = 200 km/h = 200/3,6 = 55,6 m/s

h = 55,6²/(2 * 9,81) = 157 m (ce serait la hauteur du jet sans frottement de l'eau dans l'air).
Avec les frottements, h est un peu plus faible que 157 m (et on retrouve bien, à peu près, la hauteur annoncée de 140 m)
---
Besoin de rien d'autre pour calculer h que la vitesse d'éjection.
-----

Mais on peut faire autrement :

Débit : 500 L/s
Puissance des pompes : 1 MW

Energie fournie par les pompes en 1 s : E = P*t = 10^6 * 1 = 10^6 J

Les pompes fournissent donc une énergie de 10^6 J à 500 L d'eau, donc à 500 kg d'eau

E = mgh
10^6 = 500*9,81*h
h = 200 m (hors frottement eau-air)
Avec les frottements, h est un peu plus faible que 200 m (et on retrouve bien, à peu près, la hauteur annoncée de 140 m)
-----
Sauf distraction.  

Posté par
lulu1211
re : Quel est la hauteur de ce jet d'eau ? 26-02-13 à 20:11

Merci beaucoup



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