Les différentes manières d'utiliser un baromètre

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mdr Les différentes manières d'utiliser un baromètre

Message  jmvdbk le 6/8/2008, 16:31

Note : Un baromètre est un instrument de mesure, utilisé en physique et en météorologie, qui sert à mesurer la pression atmosphérique. Il peut, de façon secondaire, servir d'altimètre pour déterminer, de manière approximative, l'altitude.

L'histoire est censée être racontée par Rutherford (Prix Nobel Chimie en 1910)

"J'ai reçu un coup de fil d'un collègue à propos d'un étudiant. Il estimait qu'il devait lui donner un zéro à une question de physique, alors que l'étudiant réclamait un 20.
Le professeur et l'étudiant se mirent d'accord pour choisir un arbitre impartial et je fus choisi. Je lus la question de l'examen : " Montrez comment il est possible de déterminer la hauteur d'un building à l'aide d'un baromètre."
L'étudiant avait répondu : " On prend le baromètre en haut du building, on lui attache une corde, on le fait glisser jusqu'au sol, ensuite on le remonte et on calcule la longueur de la corde. La longueur de la corde donne la hauteur du building. "
L'étudiant avait raison vu qu'il avait répondu juste et complètement à la question. Je pouvais lui mettre ses points : dans ce cas, il aurait reçu son grade de physique alors qu'il ne m'avait pas montré de connaissances en physique. J'ai proposé de donner une autre chance à l'étudiant en lui donnant six minutes pour répondre à la question avec l'avertissement que pour la réponse il devait utiliser ses connaissances en physique. Après cinq minutes, il n'avait encore rien écrit. Je lui ai demandé s'il voulait abandonner, mais il répondit qu'il avait beaucoup de réponses pour ce problème et qu'il cherchait la meilleure d'entre elles.
Je me suis excusé de l'avoir interrompu et lui ai demandé de continuer. Dans la minute qui suivit, il se hâta pour me répondre : " On place le baromètre à la hauteur du toit. On le laisse tomber en calculant son temps de chute avec un chronomètre. Ensuite en utilisant la formule : x=gt2/2, on trouve la hauteur du building. "
A ce moment, j'ai demandé à mon collègue s'il voulait abandonner. Il me répondit par l'affirmative et donna presque 20 à l'étudiant.

En quittant son bureau, j'ai rappelé l'étudiant, car il avait dit qu'il avait plusieurs solutions à ce problème. " Hé bien, dit-il, il y a plusieurs façons de calculer la hauteur d'un building avec un baromètre. Par exemple, on le place dehors lorsqu'il y a du soleil. On calcule la hauteur du baromètre, la longueur de son ombre et la longueur de l'ombre du building. Ensuite, avec un simple calcul de proportion, on trouve la hauteur du building. "
Bien, lui répondis-je, et les autres ? " Il y a une méthode assez basique que vous allez apprécier. On monte les étages avec un baromètre et en même temps on marque la longueur du baromètre sur le mur. En comptant le nombre de traits, on a la hauteur du building en longueur de baromètre. C'est une méthode très directe. Bien sûr, si vous voulez une méthode plus sophistiquée, vous pouvez prendre le baromètre à une corde, le faire balancer comme un pendule et déterminer la valeur de g au niveau de la rue et au niveau du toit. A partir de la différence de g, la hauteur de building; peut-être calculée.
De la même façon, on l'attache à une grande corde et en étant sur le toit, on le laisse descendre jusqu'à peu près le niveau de la rue. On le fait balancer comme un pendule et on calcule la hauteur du building à partir de la période de précession. "
Finalement, il conclut : " Il y a encore d'autres façons de résoudre ce problème. Probablement la meilleure est d'aller au sous-sol, frapper à la porte du concierge et lui dire : " j'ai pour vous un superbe baromètre si vous me dites quelle est la hauteur du building. "
J'ai ensuite demandé à l'étudiant s'il connaissait la réponse que j'attendais. Il a admis que oui, mais qu'il en avait marre du collège et des professeurs qui essayaient de lui apprendre comment il devait penser."

Pour l'anecdote, l'étudiant était Niels Bohr - Prix Nobel Physique en 1922
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Message  Alexander le 6/8/2008, 17:24

Excellent !
ça donne envie de relire le Théorème du perroquet !
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Message  Bruno Pich'4 le 6/8/2008, 21:07

Bien beau tout ça mais on ne sais pas comment on peut s'en servir d'altimètre !
Et c'était quoi la réponse attendu ?
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Message  sergeye le 7/8/2008, 07:10

je suppose que si tu connais l'altitude au sol tu mesure la pression dans la rue et la pression au sommet de l'immeuble sachant que x mètres d'altitude font perdre x mb de pression....
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Message  jmvdbk le 7/8/2008, 08:56

On a même pas besoin de connaitre l'altitude au niveau du sol.
La différence de pression suffit a calculer la différence d'altitude
en gros, à basse altitude, la pression diminue de 1hPa quand on monte de 8,3 m ou augmente 1 hPa quand on descend de 8,3 m.
ou à basse altitude, si l'on monte de 10 m, la pression baisse d'environ 1,25 hPa.

Mais la formule exacte est :
La pression atmosphérique peut être exprimée en millimètres de mercure (mm Hg) ou en utilisant les unités habituelles de pression. Plutôt que le millibar (mb), il vaut mieux utiliser l'hectopascal (hPa) ; ces deux unités sont strictement équivalentes mais la seconde est un multiple de l'unité légale.

La pression diminue lorsque l'on s'élève, pas de façon linéaire, mais de moins en moins vite. Elle dépend aussi du profil de température qui règne au-dessus du lieu où on la mesure. Dans les observations météorologiques, on indique généralement deux valeurs : la pression à la station, mesurée in situ par un baromètre bien étalonné, et la pression réduite au niveau de la mer ou PNM, c'est-à-dire celle qui régnerait théoriquement, au même endroit, à l'altitude zéro de référence (le niveau de la mer n'est pas très facile à définir…).

La formule ci-dessous permet d'évaluer la pression réduite. Elle a été établie pour une température atmosphérique de 288 kelvins, soit 15° Celsius. Si la température est sensiblement différente, la réduction comportera une erreur non négligeable.



pabs = pression absolue [hPa]
pred = pression réduite au niveau de la mer [hPa]
h = altitude au-dessus du niveau de la mer [m]

Un baromètre, quel qu'il soit, donne toujours la pression qui correspond à l’altitude où il se trouve. La pression atmosphérique donnée par les stations météo est toujours ramenée au niveau de la mer, afin d’avoir un point de référence.
La pression réduite au niveau de la mer, ou PNM, se calcule grâce à la formule suivante :



p1 = pression réduite au niveau de la mer
p2 = pression de la station en hPa
z2 = altitude de la station en mètre
T = (T2 + T1) / 2 en kelvin
T1 = 288,15 – 0,0016 Z2 température moyenne au niveau de la mer ajustée à l’altitude
La température de l'atmosphère diminue de 6,5°C par km ou 0,0065°C/m
T2 = température moyenne de la station sur 12 h en kelvin ou (Tmax+Tmin)/2
g = 9,80665 accélération due à la gravité
R = 287,08 constante de l’air sec
R = R* / Ma
R* = constante des gaz parfaits = 8,314 J K-1 mole-1
Ma = masse moléculaire de l'air sec = 28,9644 g mole-1
e = 2,71828…

Le plus simple est quand même d'acheter un vario-altimètre Brauniger et de lire la valeur
vous imaginez s'il fallait emmener en vol un baromètre

et une machine à calculer

lol!

PS: j'espère avoir été suffisamment précis dans ma réponse
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Message  olivier le 7/8/2008, 11:02

on peut resumer ainsi pour les neophites:

pour la vitesse et l'altitude:plus chaud ,plus haut ,plus vite

cad plus il fait chaud(delta positif par rapport a l'atmosphere standard soit 15°-6,5°/1000m jusqu'a la tropopause(mais là il faudrait se poser des questions style qu'est ce que je fou là))
plus on est haut par rapport a la valeur indiquée et plus on va vite par rapport a l'anémo

mais bon tout çà pour le parapente c'est comme faire un point radio gonio pour se retrouver en transition c'est inutile....

pour l'histoire de la hauteur de la tour il aurait fallu préciser à l'étudiant qu'il était interdit d'utiliser un autre moyen de mesure en suplément du baro et le tour était joué.
mais le mieux est quand même le H=1/2gt² pour mon arbre sur que j'étais par terre en moins d'une seconde:t=racine(2h/g) soit 0,78s pour 3m de quoi avoir le temps de se redresser sur ses pattes comme les chats.




[/b][i]
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Message  sergeye le 7/8/2008, 11:35

vous êtes trop forts pour moi
quand je vole j'évite de chercher les réponses à toutes les questions que l'on peut se poser
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Message  olivier le 7/8/2008, 12:38

t'en fait pas serge, rien ne vaut "le bon sens paysans" comme dirait mes instructeurs.


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Message  jmvdbk le 7/8/2008, 15:09

j'imagine l'animal transgénique idéal pour voler
- des ailes de vautour, dixit Vinc dans l'un de ses post
- un cerveau de Martinet de la taille d'un petit pois, dixit Eric dans l'un de ses commentaires
- des pattes de chat, dixit Olivier ci dessus
- autre chose a rajouter ? Une carapace de tortue par exemple ? une poche de Kangourou pour mettre le vario ?

Si je vous le dessine, vous seriez d'accord pour le prendre comme logo pour ADB

ça ne va faire rire peut-être que moi, parce que je l'imagine déjà, j'en ai pour l'après midi a me bidonner geek
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Message  jeff de la Roche le 8/8/2008, 20:16

Bien beau toute cette science ... mais perso je vous laisse le temps de réfléchir à toutes ces belles formules .... moi je vais voler du temps.
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Message  jmvdbk le 9/8/2008, 10:24

Alexander a écrit:Excellent !
ça donne envie de relire le Théorème du perroquet !
Merci Alexander, grâce a toi j'ai découvert un auteur et une œuvre que je ne connaissait pas. Je me régale :amoureux:
pour te remercier je te donne le même genre de tuyeau
si tu aime Denis Guedj, tu va adoré Jean Pierre Luminet : grand spécialiste français de la Topologie cosmique
Jean-Pierre Luminet (1951) est un astrophysicien, conférencier, écrivain et poète français, spécialiste de réputation mondiale des trous noirs et de la cosmologie. Il est directeur de recherches au CNRS
http://fr.wikipedia.org/wiki/Jean-Pierre_Luminet

2 livres a ne pas rater :
Le Baton d'Euclide, histoire des grands savants de l'antiquité raconté sous forme de roman épique (c'est très facile à lire)
un pur bonheur. En plus de retracer la vie et l'œuvre d'Euclide, d'Archimède, de Sénèque, et de pleins d'autres savants, il nous parle de Aristarque de Samos (310-230 av. JC) qui eu le premier l'idée que a terre tournait sur elle-même et autour du soleil, et qui calcula la distance terre-soleil. Il nous explique aussi comment Eratosthène de Cyrène (276-197 av JC) mesura l'inclinaison de l'axe de rotation terrestre et calcula avec beaucoup de précision la circonférence de la terre.
Ca donne la mesure de l'immensité de la régression des sciences, à l'avènement de la religion chrétienne.

L'Univers chiffonné, plus ardu à lire, mais haut combien passionnant, JPL nous explique ses travaux sur la forme de l'univers, c'est la vulgarisation de travaux très récents. Tu y découvrira que notre univers n'est pas du tout infini comme on nous l'a expliqué ( l'Univers aurait un rayon de 40 milliard d'année lumière, vachement grand quand même)
Il est fini, mais sans bord ni limite, il a une forme de dodécaèdre. http://fr.wikipedia.org/wiki/Dod%C3%A9ca%C3%A8dre
l'univers observable aujourd'hui (grace a Hubble et au WMAP) est de 50 milliards d'année lumière) ce qui fait dire a JP Luminet que les galaxie les plus éloignée sont un mirage une illusion d'optique. En fait on les verraient deux fois, mais tournée de 36° et de l'autre coté. Du coup elle sont très dure a reconnaitre.

Bonne lecture

Quelques liens sympas.
http://fr.wikipedia.org/wiki/WMAP
http://fr.wikipedia.org/wiki/Fond_diffus_cosmologique
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Message  Alexander le 9/8/2008, 21:29

Salut !
Une semaine de stage à Ceillac et j'attaque tout ça ! pour les tuyaux !


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