Fluides
Manomètre en U
Avec P₁ > P₂ appliqué, la surface du liquide à gauche est plus basse ; ΔP = P₁ − P₂ = ρgΔh.
Manomètre en U — simulation interactive de Fluides. Avec P₁ > P₂ appliqué, la surface du liquide à gauche est plus basse ; ΔP = P₁ − P₂ = ρgΔh. Laboratoire virtuel de physique gratuit dans le navigateur, avec mesures SI en direct et tutoriel guidé.
Pression hydrostatique
Un manomètre en U montre comment les différences de pression créent des différences de hauteur dans un fluide connecté.
Avec P₁ > P₂ appliqué, la surface du liquide à gauche est plus basse ; ΔP = P₁ − P₂ = ρgΔh.
- Pression P = ρgh
- Variation de pression ΔP = ρgΔh
Mémoire d'enquête
Planifiez la question avant d'ouvrir le laboratoire
Le brief reprend la page pré-rendue : question directrice, prédictions concurrentes, rôles des variables, lois directrices, préparation et consignes d’analyse et de prolongement restent visibles et dans cet ordre.
Question de conduite
Un tube en forme de U retient l’eau à différentes hauteurs de chaque côté, ouvert à l’air aux deux extrémités. Qu'est-ce qui détermine la différence de pression entre les deux colonnes ?
Des pronostics à peser
- La différence de pression dépend de la quantité totale d'eau dans le tube.
- Il n’y a pas de différence de pression tant que les deux côtés sont ouverts à l’air.
- La différence de pression dépend uniquement de la différence de hauteur entre les deux côtés.
Rôles variables
Ce que vous définissez :
- Hauteur gauche h_L (m)
- Bonne hauteur h_R (m)
Ce que vous mesurez :
- Différence de pression ΔP (Pa)
Comment se déroule l'enquête
- Ouvrez le préréglage fluide-utube et appuyez sur Réinitialiser. L'eau se trouve à différents niveaux sur les côtés gauche et droit du tube en U.
- Activez la lecture de la différence de pression.
- Réglez les hauteurs d’eau gauche et droite pour chaque essai et enregistrez la lecture de la différence de pression.
Équation gouvernante
Pression hydrostatique — P = ρ·g·h
La pression dans un fluide augmente linéairement avec la profondeur : P = ρgh. Dans un tube en U ouvert à l'air aux deux extrémités, la différence de pression entre les deux colonnes provient entièrement de leur différence de hauteur.
Ce que la feuille de travail imprimable demande aux élèves de résoudre
- Pour un essai, calculez ΔP = ρg(h_R − h_L) en utilisant la densité de l'eau 1000 kg/m³ et g = 9.8 m/s², et comparez-le à la lecture.
- Vos trois essais utilisent des hauteurs absolues différentes mais suivent le même schéma. Expliquez pourquoi ΔP ne dépend que de la différence de hauteur, et non du niveau global du tube.
Où cela apparaît au-delà du laboratoire
- Un baromètre à mercure utilise le même principe mais avec du mercure (densité 13 600 kg/m³) à la place de l'eau. Pour une même différence de hauteur, la différence de pression serait-elle plus grande ou plus petite qu’avec de l’eau ? Par quel facteur environ ?
- Les plongeurs sentent que la pression augmente à mesure qu’ils s’enfoncent. Utilisez ΔP = ρgΔh pour expliquer pourquoi la pression à 10 m sous l'eau est à peu près le double de la pression à 5 m.
- AP Physics 1 — Unit 8: Fluids
- General High School Physics — Fluids & pressure
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- Bienvenue dans le tube en U
- Appuyez sur Lecture
- Lisez la différence de hauteur
- Ouvrez l'Inspecteur
- Bravo !
Ouvrez la simulation interactive pour construire la scène, appuyez sur Lecture et explorez avec des mesures en direct et un tutoriel guidé.
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