Principe de Pascal : multiplication de la force hydraulique
1 · Prédire
Un pont élévateur hydraulique possède un petit piston d'entrée...
- La force de sortie est égale à la force d’entrée, quelle que soit la taille du piston.
- La force de sortie est plus petite car le fluide absorbe une partie de la poussée.
- La force de sortie est multipliée proportionnellement à la taille de la surface du piston de sortie.
2 · Configurer
- Ouvrez le préréglage fluide-pascal et appuyez sur Réinitialiser. Deux pistons connectés de zones différentes partagent un fluide scellé et incompressible.
- Activez les affichages de pression et de force en entrée/sortie.
- Définissez la zone du piston d’entrée, la zone du piston de sortie et la force d’entrée pour chaque essai, et enregistrez la lecture de la force de sortie.
3 · Collecter les données
| Surface du piston d'entrée A₁ (m²) | Surface du piston de sortie A₂ (m²) | Force d'entrée F₁ (N) | Force de sortie F₂ (N) |
|---|---|---|---|
| 1.00e-3 | 0.01 | 50.00 | |
| 2.00e-3 | 0.02 | 80.00 | |
| 1.00e-3 | 0.05 | 20.00 |
Tracez la force de sortie F₂ (axe y) par rapport au rapport de surface A₂/A₁ (axe x) pour vos trois essais.
4 · Analyser
- Pour un essai, calculez F₂ = F₁ · (A₂/A₁) et comparez-le à la lecture.
- Le principe de Pascal dit que la pression appliquée à un fluide enfermé est transmise de manière égale partout. Utilisez P = F/A sur les deux pistons pour expliquer pourquoi F₂/F₁ doit être égal à A₂/A₁.
5 · Approfondir
- Un cric hydraulique de voiture utilise un petit piston de pompe manuelle pour soulever une voiture entière. À l'aide de vos données, expliquez approximativement quelle doit être la surface du piston de sortie du cric par rapport à la surface du piston d'entrée, par rapport à la force que vous pouvez appliquer à la main et au poids de la voiture.
- Si le piston de sortie soulève une charge avec 10 × la force d'entrée, quelle distance le piston de sortie se déplace-t-il par rapport à la distance que vous poussez le piston d'entrée ? (Indice : pensez à la conservation du volume de liquide.)
Fluides
- Flottabilité : la masse d'un objet flottant modifie-t-elle sa profondeur ?
- Objets qui coulent : poids par rapport à la force de flottabilité maximale
- Manomètre à tube en U : différence de pression par rapport à la hauteur
- Effet Venturi : accélération, diminution de la pression
- Portance du profil aérodynamique : le principe de Bernoulli sur une aile
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