Physique-Chimie · term

Mécanique des fluides : statique et dynamique

Ce que tu dois retenir

Chapitre 1 — La pression hydrostatique

La pression dans un liquide au repos ne dépend que de la profondeur, pas de la forme du récipient.

Chapitre 2 — La poussée d'Archimède

La poussée d'Archimède est égale au poids du volume de fluide déplacé.

Chapitre 3 — Le débit et l'équation de continuité

Le débit volumique est constant le long d'une conduite : S₁ v₁ = S₂ v₂.

Chapitre 4 — La relation de Bernoulli

Dans un écoulement horizontal, une vitesse élevée correspond à une pression faible.

Teste-toi

1. La pression dans un liquide au repos :

AA. est la même en tout point
BB. augmente avec la profondeur
CC. diminue avec la profondeur
DD. dépend de la forme du récipient
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Réponse : B — B. augmente avec la profondeur

D'après la loi de la statique des fluides, P = P_atm + ρ g h, donc la pression augmente avec la profondeur h.

2. Un poisson est à 10 m sous l'eau (ρ = 1000 kg·m⁻³, g = 9,8 N·kg⁻¹, P_atm = 101300 Pa). Quelle est la pression absolue subie ?

AA. 199300 Pa
BB. 101300 Pa
CC. 98000 Pa
DD. 201300 Pa
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Réponse : A — A. 199300 Pa

P = 101300 + 1000 × 9,8 × 10 = 199300 Pa.

3. La poussée d'Archimède s'exerce :

AA. vers le bas
BB. horizontalement
CC. vers le haut
DD. dans le sens de l'écoulement
Voir la réponse

Réponse : C — C. vers le haut

La poussée d'Archimède est une force verticale dirigée vers le haut, opposée au poids.

4. Un objet flotte dans un fluide si :

AA. sa masse volumique est supérieure à celle du fluide
BB. sa masse volumique est inférieure à celle du fluide
CC. sa masse est supérieure à la poussée d'Archimède
DD. son volume immergé est nul
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Réponse : B — B. sa masse volumique est inférieure à celle du fluide

La flottaison est possible lorsque la masse volumique moyenne de l'objet est inférieure à celle du fluide.

5. Le débit volumique s'exprime en :

AA. m³·s
BB. m³·s⁻¹
CC. m²·s⁻¹
DD. kg·m⁻³
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Réponse : B — B. m³·s⁻¹

Le débit volumique est un volume par unité de temps, donc en m³·s⁻¹.

6. Dans un tuyau qui se rétrécit, pour un fluide incompressible :

AA. la vitesse diminue
BB. la vitesse reste constante
CC. la vitesse augmente
DD. le débit augmente
Voir la réponse

Réponse : C — C. la vitesse augmente

La conservation du débit S × v = constante impose que si S diminue, v augmente.

7. L'effet Venturi correspond à :

AA. une augmentation de pression quand la vitesse augmente
BB. une diminution de pression quand la vitesse augmente
CC. une pression constante quelle que soit la vitesse
DD. une augmentation de débit quand la section diminue
Voir la réponse

Réponse : B — B. une diminution de pression quand la vitesse augmente

D'après Bernoulli, dans un écoulement horizontal, une vitesse plus élevée s'accompagne d'une pression plus faible.

8. La relation de Bernoulli pour un écoulement horizontal s'écrit :

AA. P + ρ g h = constante
BB. P + ½ ρ v² = constante
CC. P - ½ ρ v² = constante
DD. P = ρ v²
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Réponse : B — B. P + ½ ρ v² = constante

Pour un écoulement horizontal, le terme ρ g z est constant et peut être intégré dans la constante, d'où P + ½ ρ v² = constante.

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