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Niveau école ingénieur
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volume d'eau dasn un cylindre rempli partielement

Posté par
nicohuet
15-07-09 à 17:54

Hello,

J'ai un cylindre de 2,45 m de diamètre, et de 3 mètre de haut.
je mets en position horizontale et le rempli d'eau jusqu'à arriver à une hauteur de 2,2 par exemple.
Comment est ce qeu je calcule le volume d'eau dans mon cylindre?

j'ai déjà pu voir le problème résolu mais l'explication de la formule n'était pas assez dévellopée.
Si quelqu'un peut m'envoyer un mail avec un shéma pour faire appaitre les paramètres ce serait super.
merci davance

Posté par
jacqlouis
re : volume d'eau dasn un cylindre rempli partielement 15-07-09 à 23:11

    <bonsoir Nicolas.  Si ton cylindre est horizontal (donc génératrice horizontale),  tu calcules l'aire de la section circulaire remplie d'eau, et tu multiplies par la hauteur du cylindre (= longueur horizontale ...).

Posté par
olive_68
re : volume d'eau dasn un cylindre rempli partielement 15-07-09 à 23:37

Salut les deux

jacqlouis >> Je crois que le problème est plus compliqué que ça.. Imagine un tonneaux (Debout, donc que le cercle est contre le sol) que l'on remplit par exemple à moitier d'eau puis on le fait tomber (La zone de contact entre le sol et le tonneau sera une ligne dans ce cas)
Ben j'ai l'impréssion que nicohuet veut savoir comment calculer les volumes dans le cas ou le tonneau est tombé ^^

Tu vois ce que je veux dire ? je ne suis pas sur d'avoir expliqué clairement ^^

Posté par
infophile
re : volume d'eau dasn un cylindre rempli partielement 15-07-09 à 23:48

Olive : ce que propose j-l est correct et correspond à la situation

Posté par
olive_68
re : volume d'eau dasn un cylindre rempli partielement 15-07-09 à 23:52

Re

Toutes mes excuses alors J'avais mal compris ton raisonnement..

Posté par
infophile
re : volume d'eau dasn un cylindre rempli partielement 16-07-09 à 00:13

Tous calculs fait la formule donnant le volume partiel est :

3$ V=L\[\(\frac{D}{2}\)^2\arccos\(1-\frac{2h}{D}\)-\(\frac{D}{2}-h\)\sqrt{h(D-h)}\]

où D est le diamètre du cylindre, L sa longueur et h la hauteur d'eau dans le cylindre couché.

Posté par
olive_68
re : volume d'eau dasn un cylindre rempli partielement 16-07-09 à 00:17

^^ Lol, T'es quand même un monstre en maths y a rien à dire

Posté par
infophile
re : volume d'eau dasn un cylindre rempli partielement 16-07-09 à 00:24

Non non il faut pas se fier à la tête pas très sympathique de cette formule. Fais un dessin je suis sûr que tu arriveras au bout des calculs. L'expression entre crochet correspond à l'aire qu'occupe l'eau vue du côté du diamètre (c'est-à-dire un cercle), essaye de la déterminer, c'est seulement un peu de trigo.

Posté par
olive_68
re : volume d'eau dasn un cylindre rempli partielement 16-07-09 à 00:27

Ben je n'ai jamais vu la fonction arccosinus ou plutôt ce qu'elle calcul, enfin quand l'utiliser etc ..
Mais je vais quand même essayer et pas faire le moche.. je pourrais peut-être m'étonner ..

Posté par
infophile
re : volume d'eau dasn un cylindre rempli partielement 16-07-09 à 00:27

nicohuet > Ici avec tes données D=2,45 m ; L=3 m et h=2,2 m on trouve V=13,4 m3, ce qui est cohérent vu le volume du cylindre de 14,2 m3.

Posté par
infophile
re : volume d'eau dasn un cylindre rempli partielement 16-07-09 à 00:29

La fonction arccosinus c'est la fonction réciproque du cosinus.

Sans me préoccuper des domaines de définitions (je te laisse le faire ), si y = cos(x) alors x = arccos(y).

C'est tout. Bon calculs

A demain !

Posté par
olive_68
re : volume d'eau dasn un cylindre rempli partielement 16-07-09 à 00:31

Oui je connais tout ça, ben je verrais déjà comment je vais aboutir à du arccos maintenant que la réponse est écrite ici ..

Bonne nuit à demain

Posté par
jacqlouis
re : volume d'eau dasn un cylindre rempli partielement 16-07-09 à 11:00

        Bonjour Nicolas. Je n'ai pas pu te répondre hier, n'ayant pas reçu les messages correspondants  ... (pourquoi ?...)
        Heureusement que Infophile était là !...
quant à Olive qui " connait tout cela " ...?...

    Nico, tu dois pouvoir faire les calculs, sans passer par le Arccos ...  Pourquoi faire compliqué ?...
    Tu vois sur ton dessin que l'aire occupée par le liquide se compose d'un secteur circulaire et d'un triangle. Tu détermines l'aire du cercle , et l'angle au sommet de ce triangle isocèle qui te donnera l'aire du triangle , ainsi que que l'aire du secteur.
    Tu as ainsi l'aire baignée par le liquide .
Le volume total s'en déduit ... C'est effectivement  13,38 mètres-cubes.

Posté par
J-P Posteur d'énigmes
re : volume d'eau dasn un cylindre rempli partielement 16-07-09 à 11:48

La formule de infophile n'a rien de compliqué et a le gros avantage de pouvoir être utilisée quelle que soit la hauteur h (variant dans [0 ; D]) sans devoir recalculer des valeurs d'angles et les manipuler pour arriver à la réponse.

Elle est classique et parfaite si on veut fabriquer une jauge par exemple.

Il reste possible de se passer de la fonction Arccos pour effectuer les calculs, mais qu'est ce qu'on y gagne ?
Cette formule a le gros avantage de ne manipuler que des grandeur utiles à calibrer une jauge par exemple, comme D et h.
Les formules utilisant l'angle au centre fonctionnent évidemment et sont simples mais ne sont pas pratiques car elles obligent à des calculs supplémentaires lorsqu'on connait D et h (variable) , ce qui est en général le cas en pratique (D est fixe et h est facile à mesurer en pratique dans un réservoir de ce type, tandis que mesurer l'angle au centre est quasi impossible).

Posté par
infophile
re : volume d'eau dasn un cylindre rempli partielement 16-07-09 à 11:55

Bonjour à vous deux

Le problème est plus compliqué si le cylindre est incliné d'un angle 0<\alpha<\frac{\pi}{2}.

Posté par
sofien19051984
calcul qtité d'eau 15-12-13 à 08:21

Slt mes amis
j'ai un pblm de calcul de quantité d'eau dans un fût.
Par exp j'ai un fût de diamètre 0.6cm et hauteur 1.5m.si quelq'un peut m'envoyer l'explcation de la formule
merci d'avance.



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