Fonction

Montrer que la force exercée par un liquide, en équilibre, sur le fond, d’aire fixée, qui le contient ne dépend que de la hauteur, au-dessus du fond, de la surface libre du liquide et non de la masse de liquide contenu dans la vase.

 

Description

Sur un fond commun de section S, peuvent s’adapter, par vissage, des compléments de façon à constituer (dans un ordre arbitrairement choisi) trois vases dont le fond a même section, mais qui nécessitent des quantités de liquide (eau en général) très variables pour amener la surface libre au niveau d’une tige métallique repère dont la position (arbitraire) sera la même pour tous les cas (3). Les vases ainsi constitués sont l’un tronc conique de section égale ou supérieure à S, l’autre cylindrique (de section constante égale à S, le troisième a la forme d’un «verre de lampe», sa section est partout inférieure ou égale à S. On vérifie que, dans tous les cas expérimentaux (même hauteur h), la poussée sur le fond est la même (égale à Sρgh avec ρ la masse volumique du liquide, g l'intensité du champ de pesanteur).

 

Dans l’appareil de Pascal le fond est un obturateur suspendu à un plateau d’une balance dont l’autre plateau est chargé d’une masse M, de telle sorte que l’obturateur constitue successivement le fond des vases et puisse supporter une force maximale Mg. On verse de l’eau jusqu’à une hauteur h telle que l’eau se mette à fuir par abaissement de l’obturateur. La hauteur h constatée est la même dans les trois cas.

Dans notre appareil, le fond est une membrane élastique maintenue par une force transmise par un levier dont on peut repérer la position qui correspond à une non déformation de la membrane.

 

 

 

Histoire

Blaise Pascal (1623-1662) analyse les phénomènes d’hydrostatique, précise la notion de pression, et décrit des dispositifs expérimentaux dans les ouvrages Traité de l’équilibre des liqueurs (1648) et Pesanteur de la masse d’air. Voici la liste des principaux travaux scientifiques de Pascal :

  • 1635: Traité d’acoustique. Il redécouvre seul des propriétés géométriques;

  • 1641: machine à calculer (Pascaline) qu’il perfectionne par la suite.

  • 1642: Essai sur les coniques;

  • 1646: il apprend et reproduit l’expérience de Torricelli (Flu2-2) ;

  • 1647: Expériences nouvelles touchant le vide;

  • 1648: Traité de l’équilibre des liqueurs;

  • 1654: Traité du triangle arithmétique, calcul des probabilités avec Fermat et Huygens ;

  • 1658: étude de la cycloïde;

  • 1663: Pesanteur de la masse d’air.

 

 

 

 

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