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Niveau maths sup
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Thermo: statique des fluide, boule tournante.

Posté par
lu_
03-05-13 à 11:25

Bonjour à tous,
j'ai quelques problemes avec cet exercice :

Une fontaine est constituée d'une boule de granit (m=1500kg, R(rayon de la boule)=50cm), soulevée par un mince coussin d'eau sous pression(surpression p=0.7bar, coussin d'épaisseur 0.1 mm)  Le socle est découpé de façon sphérique.
L'écoulement de l'eau provoque une lente rotation de la boule que l'on peut arreter de la main.
On cherche l'angle (angle entre la verticale et l'extrémité du socle, de centre o, le centre de la boule) minimum permettant d'aboutir a la situation decrite.(l'axe z vertical est ascendant)
On suppose la pression uniforme sur la surface de la boule en contact avec l'eau.

J'ai essayé avec le PFS, j'ai donc supposée la boule immobile selon ez, et j'ai projeté la force de pression de l'eau selon l'axe z du fait de la symétrie. j'obtient un sin2() environ égal à 9, ce qui est bien entendu impossible. J'ai voulu prendre en compte la rotation mais je n'ai pas su m'en servir, on ne sait pas si en tournant, la boule subit une accélération.

Est ce qu'il faut tout simplement utiliser la loi de la statique des fluides?

Est ce que quelqu'un peut m'aider? je suis sur qu'il y a quelque chose que je ne vois pas et qui pourrait tout résoudre. Merci d'avance.

Posté par
PerArGal
re : Thermo: statique des fluide, boule tournante. 05-05-13 à 10:36

Bonjour,

En considérant l'épaisseur du coussin comme négligeable, l'eau incompressible et en constatant que du fait de la symétrie la résultante de la force F de surpression de l'eau est verticale, on obtient je crois:


F = \Delta p.\int_0^{\alpha}2.\pi.R^2sin(u).cos(u).du  

Ce qui doit donner, sauf nouvelle erreur de ma part:

cos(2\alpha) = 1 - \frac{mg}{\pi . \Delta p. R^2}

Sauf 3ème erreur \alpha \approx 0,65 rad

Tu auras noté que le dimanche matin au saut du lit, je suis prudent dans mes affirmations

Posté par
Physique_75
re : Thermo: statique des fluide, boule tournante. 06-05-13 à 15:31

J'avais fait une grosse erreur dans l'application numérique en fait, merci beaucoup!

(J'ai du supprimer mon autre compte).



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