Tube de Venturi : eau plus rapide, pression plus basse

Un jeu éducatif de simulation. Prédis comment l'eau accélère là où un tuyau se rétrécit et de combien sa pression baisse, puis ouvre l'écoulement et regarde les colonnes.

Principe de BernoulliContinuité

TUBE DE VENTURI

Buse d'arrosage

Prêt
Active JavaScript pour ouvrir l'écoulement. Les consignes et l'exemple résolu restent lisibles.
EauTuyauTa prédictionLigne de niveau
Baisse de pressionΔp = ½·ρ·(v₂² − v₁²)

Temps

0.00 s

t

Vitesse d'entrée

— m/s

v₁

Vitesse de sortie

— m/s

v₂ = v₁·A₁ ÷ A₂

Baisse de pression

— kPa

Δp = ½·ρ·(v₂² − v₁²)

Baisse de la colonne

— m

Δh = Δp ÷ (ρ·g)

Prédis avant de démarrer

Tape ta prédiction pour remplir le tuyau. Démarrer reste désactivé tant qu'il n'y a pas de réponse.

Prédis ce que fait l'écoulement.

Score de mission—

Chaque réponse doit être juste à 2 % près : chacune rapporte 100 points. Réussir au premier essai ajoute 50. Un essai compte dès qu'il commence.

✓ Bonne réponse① Du premier coup

Comment jouer à Tube de Venturi

  1. Choisis un essai et lis sur la carte les aires ou les diamètres, et la vitesse ou la différence entre les colonnes.
  2. Le même volume traverse chaque section chaque seconde : A₁·v₁ = A₂·v₂, donc plus étroit veut dire plus rapide.
  3. L'eau plus rapide a une pression plus basse : Δp = ½·ρ·(v₂² − v₁²), et une colonne descend de Δp ÷ (ρ·g). Tape ta prédiction et appuie sur Démarrer.
  4. Regarde les colonnes et les barres : ce que l'eau gagne en mouvement, elle le perd en pression.

Pourquoi l'eau plus rapide pousse-t-elle moins ?

L'eau ne se comprime pas : chaque seconde, le même volume doit traverser chaque partie d'un tuyau, Q = A·v. Là où le tuyau se rétrécit, l'eau doit accélérer. Il faut quelque chose pour la pousser, et cette poussée vient de la pression : l'eau est poussée plus fort par derrière que par devant, donc la pression dans la partie étroite est plus basse. Le principe de Bernoulli met des nombres dessus : le long d'un écoulement, p + ½·ρ·v² + ρ·g·z reste constant, donc pression, mouvement et hauteur s'échangent. Dans un tuyau horizontal, Δp = ½·ρ·(v₂² − v₁²). Des colonnes ouvertes sur le tuyau le montrent : celle de la partie étroite est plus basse de Δp ÷ (ρ·g). Retourne l'idée et tu obtiens un venturimètre : à partir de la différence entre les colonnes et des aires, on calcule à quelle vitesse l'eau circule. Une buse utilise la même idée pour transformer la pression d'un tuyau en jet rapide, et une fontaine transforme cette vitesse en hauteur, h = v² ÷ (2·g).

Un modèle d'apprentissage ciblé

Le tuyau est horizontal, l'eau est incompressible et les frottements sont négligés, donc A₁·v₁ = A₂·v₂ et p + ½·ρ·v² est le même dans les deux parties. Dans les tuyaux, l'écoulement s'établit régulièrement en 1 s puis reste stable ; les colonnes montrent la pression au-dessus de celle de l'air, p ÷ (ρ·g). Le jet de la buse sort à la pression de l'air. L'eau de la fontaine sort d'un coup et monte comme une balle lancée, sans résistance de l'air. Un essai dure 2 s. Les tuyaux ne sont pas à l'échelle ; la fontaine l'est. Une réponse à 2 % près est juste. L'eau fait 1000 kg/m³ ; g = 9,8 m/s². Se joue en temps réel.

Changer de langue conserve ton essai, ta prédiction, tes tentatives et le déroulement.