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Mécanique et machines simples · GCSE Physique Thème 5

Simulateur de pression atmosphérique et de baromètre de Torricelli

Régler la pression atmosphérique, incliner ou soulever le tube, et tester un joint percé. À pression fixe, l'inclinaison change la longueur de la colonne, mais pas sa hauteur verticale; 760 mm est une référence standard de l'atmosphère, pas tous les baromètres.

  • Côté client
  • Pas d'inscription
  • Dérivés vivants
  • Mode projecteur
  • Imprimer la feuille de travail
Calcul local · Privé
Laboratoire scientifique interactif Physique pure côté client et calcul mathématique. Les entrées sont traitées localement sans stockage de données personnelles.
Étape de simulation 3D● 60 FPS
Préréglages et pièges communs :

Contrôles des paramètres

kPa
°
cm

Dérivations et métriques en direct

Hauteur verticale h
--
Longueur de la colonne inclinée L
--
État d'aspirateur supérieur
--
Limite de levage de l'eau de Piston
--
Calcul de la formule en temps réel
Formule de calcul: --
Substitution: --
Régime : --

Exemples travaillés et question d'examen Plongée profonde

Problème travaillé

Problème : Dans une expérience Torricelli inclinée à 30°, comment la hauteur verticale et la longueur de la colonne changent-elles?
Dérivation étape par étape :
  1. La hauteur verticale est déterminée par la pression atmosphérique et reste de 760mm; la longueur de la colonne augmente à 760/cos(30°) -877,6mm.

Problème travaillé

Problème : Si l'eau a remplacé le mercure dans l'expérience Torricelli, quelle est la hauteur de la colonne d'eau? Une pompe à piston peut-elle soulever de l'eau de 15m?
Dérivation étape par étape :
  1. Colonne d'eau h = p/(ρg) = 1.013*10^5 / (1000*9.8) ≈ 10.33m. Les pompes à piston dépendent de la pression atmosphérique et ne peuvent pas dépasser 10.33m.

Feuille de travail et problèmes de pratique

Q1. Variante 1 : Si une bulle d'air fuit dans l'espace supérieur de la Torricellienne, la pression mesurée est-elle élevée ou faible?
Q2. Variante 2 : Porter un baromètre Torricelli à un sommet de montagne, comment la colonne de mercure change-t-elle ?
Q3. Variante 3: Quelle force sépare deux hémisphères Magdeburg évacués de 30 cm de diamètre? (p=10^5 Pa)

Foire aux questions et idées fausses

Pourquoi la fontaine au mercure ne sort pas quand le tube est percé ?
La fontaine liquide seulement si la pression interne dépasse la pression extérieure. Le haut est un vide (0 Pa). Le perçage permet à 101 kPa de se précipiter dans l'air, laissant tomber la gravité du mercure.
L'utilisation d'un tube de verre plus large change-t-elle la hauteur du mercure?
C'est pas vrai ! La pression hydrostatique p = ρgh dépend uniquement de la densité ρ et de la hauteur verticale h, indépendamment de la surface transversale.
Le fait de soulever légèrement le tube change-t-il la différence d'élévation du mercure?
À pression atmosphérique fixe, alors que le tube reste scellé et que son extrémité inférieure reste submergée, le lever légèrement ne change pas la différence de hauteur verticale. Le changement de pression change cette hauteur; environ 760 mm est la référence standard de l'atmosphère.
Les astronautes peuvent-ils boire avec des pailles dans l'espace ?
À l'intérieur d'une station spatiale pressurisée, oui; dans le vide de l'espace extérieur, non, parce qu'il n'y a pas de pression atmosphérique pour pousser le liquide vers le haut.