l'idée de base
* débit plus rapide, pression inférieure: Lorsqu'un fluide coule plus rapidement, sa pression diminue. Inversement, lorsqu'un fluide ralentit, sa pression augmente.
pourquoi cela se produit
Imaginez un fluide qui coule à travers un tuyau. Au fur et à mesure que le tuyau se rétrécit, le fluide doit accélérer pour maintenir un débit constant (pensez à serrer le dentifrice à partir d'un tube).
* Conservation de l'énergie: L'énergie totale du fluide reste constante. Cette énergie se présente sous trois formes:
* énergie cinétique: L'énergie du mouvement. Un fluide plus rapide a plus d'énergie cinétique.
* Énergie potentielle: L'énergie liée à la position du fluide dans un champ gravitationnel. Ceci est moins important dans la plupart des applications de Bernoulli.
* Énergie de pression: L'énergie liée à la pression du fluide. Une pression plus élevée signifie plus d'énergie de pression.
* compromis: À mesure que le fluide accélère (augmentation de l'énergie cinétique), il doit perdre une partie de son énergie de pression pour maintenir la constante d'énergie totale.
Équation clé
Le principe de Bernoulli est souvent représenté par l'équation suivante:
`` '
P + (1/2) ρv² + ρgh =constant
`` '
Où:
* p: Pression
* ρ: Densité du fluide
* v: Vitesse du fluide
* g: Accélération due à la gravité
* h: Hauteur au-dessus d'un point de référence
Applications
Le principe de Bernoulli possède de nombreuses applications dans divers domaines:
* avions: La forme incurvée d'une aile d'avion crée une différence dans la vitesse au-dessus et au-dessous de l'aile, conduisant à la remontée.
* Venturi Meters: Ces dispositifs mesurent le débit de fluide en mesurant les différences de pression dans une section rétrécie d'un tuyau.
* atomiseurs et pulvérisateurs: Le principe de Bernoulli est utilisé pour créer un vide qui attire du liquide dans un flux d'air, créant une brume fine.
* moulin à vent: La forme des lames de moulin à vent est conçue pour maximiser la différence de vitesse, conduisant à une plus grande production d'énergie.
* Sports: Des boules de courbe dans le baseball à l'ascenseur généré par les balles de golf, le principe de Bernoulli joue un rôle dans de nombreux sports.
Limitations
Le principe de Bernoulli s'applique à:
* Fluides idéaux: Les fluides incompressibles (densité restent constants), inviscides (pas de friction interne) et ont un flux irrotationnel (pas de tourbillon).
* flux constant: Le flux où la vitesse à tout moment du fluide ne change pas avec le temps.
en résumé
Le principe de Bernoulli explique comment la vitesse et la pression d'un fluide sont interconnectées. Il possède de vastes applications dans divers domaines, de l'aviation aux appareils quotidiens.
