Une bouteille d’eau posée sur une table. Percée sur le côté. Jusqu’où ira le jet d’eau sur la table ? Comment le faire aller le plus loin ?
Ce problème de physique est très intéressant à plusieurs aspects. Le graphique suivant permet de l’illustrer :
La hauteur de l’eau dans la bouteille est prise égale à 1. La simulation fait varier la hauteur du trou. On constate que le trou situé à mi-hauteur permet à l’eau d’atteindre la portée maximale sur la table.
Ci-dessous le script Python et un document qui présente les détails de l’étude physique.
On pourrait sans doute utiliser cette expérience en classe de physique pour faire rechercher la hauteur maximale (mais ça demanderait un stock de bouteilles conséquent…). Cette expérience est souvent invoquée pour montrer que la pression augmente avec la profondeur, ce qui pose un gros problème, puisqu’on constate (étude théorique et pratique) que le trou le plus bas ne va pas le plus loin. Il y a en effet un autre effet concurrent de celui de la pression : le temps de chute de l’eau.
Il est remarquable que la portée du jet ne dépende finalement que d’un unique paramètre : la hauteur relative du trou par rapport à celle du liquide dans la bouteille.
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