C’est Bernoulli qui l’a dit
Illustration EPFL SPS 2020
Une expérience très simple dont le résultat vous coupera le souffle.
Papounet : Mélina, arrête de courir comme ça, tu fais envoler toutes mes feuilles.
Mélina : Il parait que plus on va vite, moins on est pressé.
Papounet : Quoi ?
Mélina : Oui, c’est Bernoulli qui l’a dit.
Papounet : Le joueur italien ?
Mélina : C’est pas un joueur de foot Papounet, c’est un savant.
Papounet : Ben, c’est pas une raison pour jouer les courants d’air.
Pour réaliser cette expérience, tu auras besoin du matériel suivant:
- deux bouteilles vides (ou deux canettes en aluminium vides)
- une paille
Place les deux bouteilles côte à côte en laissant un espace de quelques centimètres.
La paille te servira à souffler entre les deux bouteilles (attention, il faut que l’extrémité de ta paille soit bien entre les deux bouteilles).
Avant de faire l’expérience, essaie de prévoir ce qui va se passer quand tu vas souffler entre les deux bouteilles.
Alors, tu as testé ? Ta prévision était-elle juste ?
Vérifie ton raisonnement avec les explications ci-dessous :
Contrairement à ce qu’on pourrait penser, quand tu as soufflé, les deux bouteilles se sont rapprochées. Étonnant !
Au repos la pression atmosphérique (pression exercée par l’air, symbolisée par les flèches rouges) appuie sur tous les côtés des bouteilles, et donc rien ne bouge.
Si tu ne connais pas la pression atmosphérique, tu peux faire l’expérience « le verre à l’envers ».
En soufflant dans ta paille, tu as accéléré l’air entre les deux bouteilles, créant ainsi une dépression. Une dépression, c’est quand la pression de l’air baisse. Donc, pour chaque bouteille, d’un côté on a la pression atmosphérique (flèches rouges) qui pousse et de l’autre la dépression (flèches bleues). La pression exercée par l’air sur l’extérieur des bouteilles étant plus forte que celle entre les bouteilles, ces dernières se rapprochent.
C’est ce qu’avait démontré le mathématicien suisse Daniel Bernoulli en 1738. Ses travaux permettent d’expliquer que plus la vitesse d’un fluide est grande, plus la pression est petite. Un fluide pouvant être un gaz ou un liquide.
Pour aller plus loin
Le principe de Bernoulli énonce plus précisément que dans le flux d’un fluide homogène et incompressible soumis uniquement aux forces de pression et de pesanteur, une accélération se produit simultanément avec la diminution de la pression.
Le théorème de Bernoulli, qui est la formulation mathématique du principe de même nom, s’écrit:
où:
p est la pression en un point (en Pa ou N/m²)
ρ est la masse volumique en un point (en kg/m³)
v est la vitesse du fluide en un point (en m/s)
g est l’accélération de la pesanteur (en N/kg ou m/s²)
z est l’altitude du point considéré (en m)
Si maintenant on considère un écoulement horizontal et qu’on s’intéresse à deux points de passage de l’écoulement, on obtient:
Ce qui permet de montrer que la pression p dans l’écoulement est d’autant plus faible que la vitesse d’écoulement v est grande.
Filme ou photographie, toi aussi, ton expérience et partage nous ton résultat sur les réseaux sociaux :
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