Home

Terminale

Physique-Chimie

Physique

Modélisation de l'écoulement d'un fluide

Dans cette vidéo, Matisse de Studio aborde le sujet du débit sortant d'un robinet. Il donne une définition du débit et explique comment calculer la vitesse d'écoulement en utilisant les grandeurs fournies. Il conseille de faire un schéma pour mieux comprendre le concept.

Il représente la section du robinet et le volume d'eau qui traverse cette section pendant un intervalle de temps donné. Il introduit les notions de section dernière et de vitesse du fluide.

En utilisant l'expression du volume, il relie le débit et la vitesse en exprimant que la vitesse est égale au débit divisé par la surface. Il indique également qu'il faut faire attention aux unités lors de l'application numérique.

En appliquant les conversions nécessaires, Matisse trouve une vitesse d'écoulement de 0,65 mètres par seconde. Il conclut en encourageant les spectateurs à refaire cette démonstration pour mieux comprendre le sujet.

Il souligne l'importance de savoir manipuler les schémas et les volumes qui traversent une section et affirme que maîtriser ces concepts permettra de résoudre n'importe quel exercice utilisant cette notion.

Il remercie les spectateurs d'avoir suivi la vidéo et les salue en leur donnant rendez-vous prochainement.

Bonjour à tous, c'est Matisse de Studio et dans cette vidéo on va se pencher sur le débit sortant d'un robinet. Alors, on demande d'exprimer puis de calculer la vitesse de l'écoulement de débit volumique 5,1 L par minute sortant d'un robinet de section 1,3 cm². C'est parti, on nous donne quelques grandeurs qu'on sait définir et manipuler. A partir de là, il faut exhiber une vitesse d'écoulement. Alors, pour ça, il faut faire un schéma, ne pas hésiter à se reposer dessus. Alors, si l'on représente, justement, dans la définition du débit, on parle d'un volume de fluide qui traverse une certaine section pendant un intervalle d'été. Et bien, pour ça, c'est bien de le représenter. Donc, si on représente la section du robinet, là où l'eau finit par sortir, et bien, représentons, pour une durée Δt donnée, le volume d'eau qui va traverser cette section pendant Δt. Alors, je vais zoomer un tout petit peu. C'est parti. Donc, si ce volume on représente ainsi, et bien, on peut définir une section dernière. C'est-à-dire, c'est là que se situent les dernières gouttes de fluide qui vont traverser la section au bout d'un temps Δt. Et donc, la vitesse du fluide, juste ici, elle est dans ce sens, là. Et puis, on peut dire que c'est la longueur, juste ici, qu'on définit là, donc la longueur du cylindre considéré, divisé par Δt. Voilà, c'est des notations qu'on peut introduire comme ça. Et donc, à partir de là, comment est-ce qu'on peut relier le débit et cette vitesse ? Et bien, ça va se faire, voilà l'expression de ce volume. Donc, le débit, ici, le volume que l'on considère, c'est le volume du cylindre, donc c'est base fois hauteur, c'est-à-dire L fois S, divisé par Δt. Or, L sur Δt, d'après ce qu'on a introduit, c'est égal à V. Donc, finalement, V, c'est égal au débit divisé par la surface. Voilà, maintenant, on n'a plus qu'à faire l'application numérique. Attention, toutefois, aux unités, puisqu'ici, on exprime en litres par minute et en centimètres carrés. Donc, pour revenir au système international, c'est bien de passer les litres en mètres cubes et les centimètres carrés, pareil, en mètres cubes, et tant qu'on y est, les minutes en secondes. Avec ces précautions, on obtient une vitesse d'écoulement de 0,65 mètres par seconde. Ça commence déjà à être élevé. Et donc, c'est la fin de cet exercice. N'hésitez pas à bien refaire cette démonstration, qui est très importante pour comprendre de quoi on parle. C'est très important de savoir manipuler cette histoire de schéma, de volume qui traverse une certaine section, et à partir de là, si vous êtes à l'aise avec ça, vous êtes paré pour n'importe quel exercice qui utilise cette notion. Merci beaucoup d'avoir suivi cette vidéo, et puis je vous dis à bientôt.

Débit d’un robinet

RELATED

Recommended videos

Débit volumique

Corps immergé

Iceberg