Étudier la pression hydrostatique !
Difficulté
Facile
Durée
5 minute(s)
Disciplines scientifiques
Mécanique
- Matériel et outils
Bouteille plastique 
Une bouteille, mais en plastique quoi
Punaise 
Le terme punaise désigne une sorte de clou à tête large s'enfonçant d'une simple pression du doigt, couramment utilisé pour accrocher tableaux, posters, etc.
Étape 1 -
- Percer la bouteille à 3 hauteurs différentes, en laissant les punaises dans les trous.
- Enlever successivement les 3 punaises en commençant par celle du haut.
- Bien observer et questionner à chaque étape.
Comment ça marche ?
Observations : que voit-on ?
On observe que lorsque l'on enlève la punaise du haut rien ne se passe. Quand on enlève la punaise du milieu, on constate une légère fuite d'eau. Et lorsque l'on retire la punaise du bas, on remarque une plus grosse fuite d'eau.
Explications
De manière simple
- Le bouchon est fermé
D'abord on enlève la punaise du haut, rien ne se passe, il n'y a pas de fuite ou presque. Le trou de la punaise est trop petit pour laisser passer l'eau et l'air, la pression d'un côté et de l'autre est à l'équilibre.
Ensuite on enlève la deuxième punaise du milieu. On s'aperçoit que celle du milieu fuit plus que celle du haut : en effet la pression de l'eau au niveau du trou du milieu est plus élevée que celui du haut.
Enfin on retire la dernière punaise qui est tout en bas. Beaucoup d'eau s'échappe du trou du bas, assez peu du trou du milieu, par contre il y a de l'air qui rentre dans la bouteille par le trou du haut. La pression en bas est plus forte que la pression atmosphérique et pousse l'eau à sortir. Et inversement, en haut, la pression de l'eau est plus faible que celle de l'air car la fuite du haut entraîne un « manque » qu'il faut combler par de l'air.
- On ouvre le bouchon
On n'a donc plus besoin de faire rentrer de l'air par les trous et 3 jets d'eau s'échappent de la bouteille. Celui du haut sort avec peu de vitesse et chute assez vite, celui du milieu est moyen tandis que celui du bas est le plus vif et retombe le plus loin de la bouteille.
On voit que la pression de l'eau influe sur l'énergie présente dans le jet et on en déduit que plus il y a d'eau au-dessus du trou, plus il y a de pression.
Applications : dans la vie de tous les jours
C'est sur ce principe de pression que fonctionne les châteaux d'eau.
Dernière modification 15/10/2019 par user:Pierreb.
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