Questions aux experts
Matière et matériaux
Comment définir la notion de surface libre ?
Comment définir la notion de surface libre (dans l'expérience des vases communicants) ?
Comment définir la notion de surface libre ?
Comment définir la notion de surface libre (dans l'expérience des vases communicants) ?
Tout d'abord il convient de préciser ce qu'on entend par "surface libre d'un liquide".
On peut dire que c'est la partie du liquide qui n'est pas maintenue par une paroi de récipient. On peut dire également, si on dispose de la notion de pression, qu'en tous les points de cette surface la pression exercée par le liquide est nulle (donc la même) et la pression exercée par l'air atmosphérique est la même et non nulle bien sûr.
Mais si on ne veut pas s'encombrer de la notion de pression, on peut simplement affirmer que l'eau prend la forme du récipient qui la contient et qu'au repos, sa surface libre est plane et horizontale (c'est même une façon de définir la direction horizontale).
Dans le cas des vases communicants, l'eau se répartit dans l'ensemble du dispositif de façon à ce que sa surface libre (il n'y en a toujours qu'une !) soit (je dirais "comme d'habitude") plane et horizontale. La forme du récipient est un peu particulière, et c'est tout. Si maintenant une des deux parties du dispositif est plus basse que l'autre, l'eau va avoir tendance à s'élever au même niveau de chaque côté mais l'absence de contenant du côté le plus bas va faire qu'une partie de l'eau qui s'élève va retomber (soumis entre autre à la pesanteur). D'où un beau jet d'eau.