Journée portes ouvertes du lycée samedi 25 février 2023 de 8h30 à 12h30 et de 13h30 à 16h30

Tourniquet Hydraulique

Loi ou phénomène : Montrer que les liquides exercent des forces pressantes sur des parois latérales.

Description : Il s’agit d’un vase métallique ou en verre, mobile autour d’un axe vertical entre une potence et une cuvette ou simplement au-dessus d’une cuvette. A son sommet a été percé un petit orifice. Son extrémité inférieure est dotée d’une armature métallique où sont fixés deux tubes horizontaux et coudés en sens contraires.

Expérience : On remplit le vase d’un liquide (généralement d’eau colorée). On ouvre les deux tubes et on constate que l’appareil tourne de plus en plus vite pendant que l’eau s’écoule.
En effet, l’air exerce des forces pressantes sur l’eau. L’eau exerce également des forces pressantes sur les parois de tout le vase (qui s’annulent) et sur les parois des tubes, ces dernières formant des couples de force. Par conséquent le vase tourne. Mais dans le même temps, le vase qui se vide est moins lourd et son moment d’inertie diminue ; par conséquent un couple de forces de moindre valeur suffit à augmenter la vitesse de rotation du récipient. Lorsque le liquide ne s’écoule plus, l’appareil continue de tourner quelques instants du fait de sa vitesse acquise puis s’immobilise faute de forces pressantes exercées sur les tubes.

Remarque : Certains appareils qui servent à l’arrosage des jardins en sont des applications directes.

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