Mécanique des fluides
La mécanique des fluides est l'étude du comportement des fluides (liquides et gaz) et des forces associées pour leurs écoulement.
Un fluide peut être considéré comme étant formé d'un grand nombre de « grains » (des particules matérielles), très petits et libres de se déplacer les uns par rapport aux autres. Par exemple : l'eau, c'est comme si c'était un sable vraiment très fin, tellement fin qu'il donne l'impression d'être liquide, avec les grains aussi petits que les molécules de l'eau, mais ces molécules sont bien plus mobiles dans un liquide que dans les grains dans le sable, en effet le sable avec ses grains solides mis sous forme d'un tas reste immobile avec une pente inclinée d'environ 40° alors qu'un liquide s'écoule lentement vers le bas lentement mais ne peut pas rester immobile comme sous forme d'un tas de sable.
C'est donc un milieu matériel continu, déformable, sans rigidité et qui peut s'écouler. Dans un liquide les molécules ont une agitation forte thermique qui permet l'écoulement du liquide, mais les molécules restent très proches les une des autres par attraction mutuelle avec une densité élevée.
Lorsque cette agitation est trop élevée à haute température les molécules se séparent pour former un gaz vapeur où à grande vitesse elles occupent tout l'espace disponible.
A basse température les molécules s'empilent bien rangées immobiles en un cristal ou un état solide qui ne peut plus se déformer facilement et il faut une force élevée pour le déformer.
Un fluide ou liquide n'a pas de forme définie et même une force très faible suffit pour qu'il s'écoule avec une vitesse très lente fixée par cette force. Un liquide s'écoule à travers un trou dans un récipient ou dans un bateau. La viscosité limite cette vitesse d'écoulement. Un solide ne passe pas spontanément dans un trou.
deux branches: dynamique et statique[modifier | modifier le wikicode]
La mécanique des fluides est donc l'étude de l'écoulement et de la viscosité (on parle de rhéologie) des liquides. Cette science possède deux branches principales :
- la statique des fluides (très utile pour déterminer si un bateau va pouvoir flotter, être stable, mais aussi comment construire un barrage hydraulique, comment concevoir un château d'eau...),
- la dynamique des fluides, utilisée pour concevoir des formes aérodynamiques ou hydrodynamiques, comment se protéger du vent ou déterminer la Force du vent à partir des lois du mouvement de Newton, comment concevoir les avions et les ailes, les éoliennes ou des turbines ou comprendre et calculer la vitesse des ondes sonores.
Toute la mécanique des fluides, avec des méthodes mathématiques et physiques complexes et difficiles à assimiler, pour décrire de façon précise les déformations des milieux continus, est une conséquence ou application des lois du mouvement de Newton, établies par Newton vers 1680.
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