Loi de la statique des fluides
Statique des fluides - Physique-Chimie Spécialité
Exercice 1 : Calculer la hauteur de l'eau dans une cloche de plongée avec loi de la statique et Mariotte (profondeur, H et section de la cloche)
Dans tout l'exercice, on effectuera les calculs avec les valeurs exactes, qu'on arrondira au dernier moment.
La cloche de plongée est un dispositif qui permet de réaliser des activités dans l'eau sans utiliser de bouteille de plongée.
On représente une cloche de plongée par un cylindre ouvert sur sa face inférieure.
Avant l'immersion, la cloche est pleine d'air à la pression atmosphérique.
- - Intensité de la pesanteur : \( g = 9\mbox{,}81\:\text{m}\mathord{\cdot}\text{s}^{-2} \)
- - Section de la cloche : \( S = 1\mbox{,}60\:\text{m}^{2} \)
- - Hauteur de la cloche : \( H = 2\mbox{,}40\:\text{m} \)
- - Masse volumique de l'eau : \( \rho_{eau} = 1\:000\:\text{kg}\mathord{\cdot}\text{m}^{-3} \)
- - Pression atmosphérique : \( P_{atm} = 1\mbox{,}01 \times 10^{5}\:\text{Pa} \)
- - Distance entre le niveau d'eau dans la cloche et la surface : \( h = 6\mbox{,}10\:\text{m} \)
On donnera la réponse avec \( 4 \) chiffres significatifs et suivie de l'unité qui convient.
La cloche est totalement immergée, l'eau monte à l'intérieur.
La pression de l'air dans la cloche est la même que celle de l'eau à la profondeur \( h \).
On donnera la réponse avec \( 3 \) chiffres significatifs et suivie de l'unité qui convient.
On donnera la réponse avec \( 3 \) chiffres significatifs et suivie de l'unité qui convient.
On donnera la réponse avec \( 3 \) chiffres significatifs et suivie de l'unité qui convient.
Exercice 2 : Calculer la profondeur finale d'un plongeur (données : profondeur initiale, P_ini, facteur d'augmentation de P)
À \(11 m\) de profondeur, le manomètre absolu d'un plongeur indique que la pression dans l'eau vaut \(2,1 \times 10^{5} Pa\).
À quelle profondeur le manomètre indiquera-t-il une pression \(2,4\) fois plus élevée ?
La pression augmente de 1\(bar\) par tranche de 10\(m\) sous l'eau.
Exercice 3 : Calculer des pressions à différentes profondeurs pour un plongeur (loi statique donnée : 1 bar tous les 10 m)
Rappel :
- Dans l’eau la pression augmente de \(1bar\) tous les \(10m\).
- \(1bar = 10^{5}Pa\)
- \(1Pa=1N \times m^{-2}\)
On donnera le résultat avec 2 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.
On donnera la réponse sans unité
On donnera le résultat avec 2 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.
Exercice 4 : Calculer des pressions et des forces pressantes pour un modèle de barrage
Pour l'ensemble des calculs de l'exercice, on utilisera les valeurs exactes pour faire le calcul, qu'on
arrondira au dernier moment.
Dans les questions de pression, nous parlerons ici des pressions absolues.
Un barrage, supposé rectangulaire, permet de réaliser une retenue d'eau, afin de produire de l'électricité.
Le barrage possède une vanne sous la forme d'une section circulaire.
- - Intensité de la pesanteur : \( g = 9\mbox{,}81\:\text{m}\mathord{\cdot}\text{s}^{-2} \)
- - Pression atmosphérique : \( P_{atmosphérique} = 101\:300\:\text{Pa} \)
- - Masse volumique de l'eau : \( \rho_{eau} = 1\:000\:\text{kg}\mathord{\cdot}\text{m}^{-3} \)
- - Hauteur du barrage : \( H = 90\mbox{,}0\:\text{m} \)
- - Largeur du barrage : \( L = 120\:\text{m} \)
- - Section de la vanne : \( S = 1\mbox{,}30\:\text{m}^{2} \)
- - Altitudes au fond de l'eau : \( z_0 = 0 \)
- - Altitude de la surface de l'eau : \( z_1 = 64\mbox{,}0\:\text{m} \)
- - Altitude du centre de la vanne : \( z_2 = 14\mbox{,}0\:\text{m} \)
Les résultats seront à donner avec 3 chiffres significatifs, suivi de l'unité associée.
Les résultats seront à donner avec 3 chiffres significatifs, suivi de l'unité associée.
Les résultats seront à donner avec 3 chiffres significatifs, suivi de l'unité associée.
Les résultats seront à donner avec 3 chiffres significatifs.
Les résultats seront à donner avec 3 chiffres significatifs, suivi de l'unité associée.
On note \( S_{tot} \) la surface totale du barrage qui est au contact de l'eau, et \( P_{moy} \), la
pression moyenne de l'eau, égale à celle qui règne à mi-profondeur.
On peut démontrer que la résultante des forces pressantes exercées par l'eau sur le barrage a pour norme \(
F = P_{moy} \times S_{tot} \).
Les résultats seront à donner avec 3 chiffres significatifs, suivi de l'unité associée.
Exercice 5 : Calculer la hauteur de l'eau dans une cloche de plongée avec loi de la statique et Mariotte (profondeur, H et section de la cloche)
Dans tout l'exercice, on effectuera les calculs avec les valeurs exactes, qu'on arrondira au dernier moment.
La cloche de plongée est un dispositif qui permet de réaliser des activités dans l'eau sans utiliser de bouteille de plongée.
On représente une cloche de plongée par un cylindre ouvert sur sa face inférieure.
Avant l'immersion, la cloche est pleine d'air à la pression atmosphérique.
- - Intensité de la pesanteur : \( g = 9\mbox{,}81\:\text{m}\mathord{\cdot}\text{s}^{-2} \)
- - Section de la cloche : \( S = 1\mbox{,}93\:\text{m}^{2} \)
- - Hauteur de la cloche : \( H = 2\mbox{,}60\:\text{m} \)
- - Masse volumique de l'eau : \( \rho_{eau} = 1\:000\:\text{kg}\mathord{\cdot}\text{m}^{-3} \)
- - Pression atmosphérique : \( P_{atm} = 1\mbox{,}01 \times 10^{5}\:\text{Pa} \)
- - Distance entre le niveau d'eau dans la cloche et la surface : \( h = 6\mbox{,}70\:\text{m} \)
On donnera la réponse avec \( 4 \) chiffres significatifs et suivie de l'unité qui convient.
La cloche est totalement immergée, l'eau monte à l'intérieur.
La pression de l'air dans la cloche est la même que celle de l'eau à la profondeur \( h \).
On donnera la réponse avec \( 3 \) chiffres significatifs et suivie de l'unité qui convient.
On donnera la réponse avec \( 3 \) chiffres significatifs et suivie de l'unité qui convient.
On donnera la réponse avec \( 3 \) chiffres significatifs et suivie de l'unité qui convient.
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