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Paradoxe des feuilles de thé

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Après un brassage circulaire, les feuilles de thé se concentrent au milieu et au fond de la tasse, plutôt que sur le pourtour de la tasse. Pourtant, un brassage perpendiculaire à la surface du liquide crée une force centrifuge qui devrait pousser les feuilles vers les parois.
La ligne bleue en pointillés est un flux secondaire qui pousse les feuilles de thé vers le centre du fond de la tasse.

Le paradoxe des feuilles de thé est un phénomène physique où les feuilles de thé en infusion se déplacent vers le centre du fond de la tasse après un brassage perpendiculaire à la surface du liquide, plutôt que vers les parois de la tasse tel que l'on pourrait s'y attendre lorsqu'une force centrifuge est appliquée. La solution est donnée pour la première fois par Albert Einstein qui explique à partir de là, dans un article de 1926, les causes de l'érosion des berges des rivières (une application de la loi de Baer)[1],[2].

Phénomènemodifier | modifier le code]

Lors de la rotation du liquide, une force centrifuge lui est appliquée, force qui grandit avec la vitesse de rotation. Or le liquide en contact avec les parois subit une force de friction, qui le ralentit, c'est-à-dire diminue sa vitesse de rotation, et donc la force centrifuge auquel il est soumis. Ainsi, le liquide placé vers le centre sera plus fortement attiré vers l'extérieur que le liquide qui se trouve déjà à l'extérieur, ou en bas ; en conséquence, ces volumes tendront à échanger leur position, et une circulation secondaire se mettra en place, comme montré sur le schéma ci-contre. Toutes les feuilles de thé vont donc à un moment donné se retrouver vers le fond de la tasse, au centre. Ensuite, à cause de leur densité plus importante que le liquide, elles ne pourront pas remonter, et elles vont donc y rester[3],[4].

Méandres de rivièremodifier | modifier le code]

Le même phénomène peut être observé dans les méandres des rivières. L'écoulement hélicoïdal qui s'y forme est responsable notamment de l'érosion de la berge concave et de la formation de la barre de méandre.

Lien externemodifier | modifier le code]

  • L'article de 1926 d'Einstein en ligne et analysé sur BibNum.

Notes et référencesmodifier | modifier le code]

(en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Tea leaf paradox » (voir la liste des auteurs).
  1. (en) Kent A. Bowker, « Albert Einstein and Meandering River », Earth Science History, vol. 1, no 1,‎ (lire en ligne, consulté le )
  2. (de) Albert Einstein, « Die Ursache der Mäanderbildung der Flußläufe und des sogenannten Baerschen Gesetzes », Naturwissenschaften, Berlin / Heidelberg, Springer, vol. 14,‎ , p. 223–4 (DOI 10.1007/BF01510300, Bibcode 1926NW.....14..223E)
    traduction en anglais : The Cause of the Formation of Meanders in the Courses of Rivers and of the So-Called Baer’s Law, consulté le 2008-12-28
  3. (en) Ricky J. Sethi, « Re: Re: why do particles move towards the center of the cup instead of outer rim? », MadSci Network, (consulté le )
  4. [PDF] (en) John R. Booker, Student Notes - Physics of Fluids - ESS 514/414, Department of Earth and Space Sciences, University of Washington (lire en ligne), « 5.8 », p. 48.
    Voir aussi le schéma 25 de [PDF] (en) Gerard Roe, Figure, Department of Earth and Space Sciences, University of Washington, (lire en ligne)

paradoxe, feuilles, thé, article, wikipédia, encyclopédie, libre, article, ébauche, concernant, mécanique, fluides, vous, pouvez, partager, connaissances, améliorant, comment, selon, recommandations, projets, correspondants, après, brassage, circulaire, feuill. Un article de Wikipedia l 039 encyclopedie libre Cet article est une ebauche concernant la mecanique des fluides Vous pouvez partager vos connaissances en l ameliorant comment 160 selon les recommandations des projets correspondants Apres un brassage circulaire les feuilles de the se concentrent au milieu et au fond de la tasse plutot que sur le pourtour de la tasse Pourtant un brassage perpendiculaire a la surface du liquide cree une force centrifuge qui devrait pousser les feuilles vers les parois La ligne bleue en pointilles est un flux secondaire qui pousse les feuilles de the vers le centre du fond de la tasse Le paradoxe des feuilles de the est un phenomene physique ou les feuilles de the en infusion se deplacent vers le centre du fond de la tasse apres un brassage perpendiculaire a la surface du liquide plutot que vers les parois de la tasse tel que l on pourrait s y attendre lorsqu une force centrifuge est appliquee La solution est donnee pour la premiere fois par Albert Einstein qui explique a partir de la dans un article de 1926 les causes de l erosion des berges des rivieres une application de la loi de Baer 1 2 Phenomene modifier modifier le code Article detaille 160 Spirale d Ekman Lors de la rotation du liquide une force centrifuge lui est appliquee force qui grandit avec la vitesse de rotation Or le liquide en contact avec les parois subit une force de friction qui le ralentit c est a dire diminue sa vitesse de rotation et donc la force centrifuge auquel il est soumis Ainsi le liquide place vers le centre sera plus fortement attire vers l exterieur que le liquide qui se trouve deja a l exterieur ou en bas 160 en consequence ces volumes tendront a echanger leur position et une circulation secondaire se mettra en place comme montre sur le schema ci contre Toutes les feuilles de the vont donc a un moment donne se retrouver vers le fond de la tasse au centre Ensuite a cause de leur densite plus importante que le liquide elles ne pourront pas remonter et elles vont donc y rester 3 4 Meandres de riviere modifier modifier le code Le meme phenomene peut etre observe dans les meandres des rivieres L ecoulement helicoidal qui s y forme est responsable notamment de l erosion de la berge concave et de la formation de la barre de meandre Lien externe modifier modifier le code L article de 1926 d Einstein en ligne et analyse sur BibNum Notes et references modifier modifier le code en Cet article est partiellement ou en totalite issu de l article de Wikipedia en anglais intitule 160 Tea leaf paradox 160 voir la liste des auteurs en Kent A Bowker 160 Albert Einstein and Meandering River 160 Earth Science History vol 160 1 no 160 1 8206 1988 lire en ligne consulte le 28 decembre 2008 de Albert Einstein 160 Die Ursache der Maanderbildung der Flusslaufe und des sogenannten Baerschen Gesetzes 160 Naturwissenschaften Berlin Heidelberg Springer vol 160 14 8206 mars 1926 p 160 223 4 DOI 160 10 1007 BF01510300 Bibcode 160 1926NW 14 223E traduction en anglais 160 The Cause of the Formation of Meanders in the Courses of Rivers and of the So Called Baer s Law consulte le 2008 12 28 en Ricky J Sethi 160 Re Re why do particles move towards the center of the cup instead of outer rim 160 MadSci Network septembre 1997 consulte le 22 septembre 2013 PDF en John R Booker Student Notes Physics of Fluids ESS 514 414 Department of Earth and Space Sciences University of Washington lire en ligne 160 5 8 160 p 160 48 Voir aussi le schema 25 de PDF en Gerard Roe Figure Department of Earth and Space Sciences University of Washington 20 septembre 2000 lire en ligne Portail de la physique Ce document provient de 160 https fr wikipedia org w index php title Paradoxe des feuilles de the amp oldid 191721733 160 Categories Dynamique des fluidesParadoxe physiqueCategories cachees Wikipedia ebauche mecanique des fluidesPortail Physique Articles liesPortail Sciences Articles lies, wikipedia, wiki, book, books, library,

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