Exercices - pression / statique des fluides

Exercices pression - statique des fluides

 

Exercice n°1

On rappelle que la différence de pression pA - pB entre deux points A et B d’un même fluide au repos (liquide ou gaz) s’exprime par la relation : pA-pB= ρ.g.h
1.1. Indiquer ce que représentent les lettres ρ et h dans la relation précédente et préciser les unités respectives de pA, pB , ρ et h dans le système international S.I.
1.2. Quelles doivent être les positions respectives des points distincts A et B pour que pA=pB ?
1.3. Des points A et B, lequel est situé le plus bas dans le même fluide au repos pour que l’on ait pA > pB ?

2. Un plongeur en apnée se trouve dans la mer de telle manière à ce que son tympan T soit situé à une profondeur h = 10 m par rapport à la surface de la mer.
2.1. Montrer que la différence de pression pT - pM entre le tympan T et un point M de la surface de la mer supposée au repos est voisine de 101000 Pa.
Données : ρ(de l’eau de mer) = 1030 kg.m-3 et g = 9,8 N.kg-1
2.2. Déduire de la question précédente la pression pT qui s’exerce sur le tympan du plongeur si la pression atmosphérique au niveau de la mer vaut  pM=101300 Pa.
2.3. On rappelle que la pression p exercée par une force pressante F sur une surface pressée d’aire S est donnée par la relation p = F / S
•    Indiquer les unités du système international S.I dans lesquelles s’expriment les grandeurs de la relation précédente
•    En admettant que la pression au niveau du tympan du plongeur est pT = 202000 Pa, calculer la force pressante F qui s’exerce sur le tympan de surface S=0,5x10-4

3. Une personne P se trouve dans un bateau à la hauteur h = 10 m au dessus des points M de la surface de la mer dans laquelle évolue le plongeur de la question 2.
3.1. Montrer que la différence de pression pM - pP entre M et P est voisine de 127 Pa, sachant que la masse volumique ρ de l’air est voisine de 1,3 kg.m-3.
3.2. Comparer les variations de pression pT - pM de la question 2.1. et pM - pP de la question 3.1. pour une même hauteur de fluide (eau de mer ou air) et conclure.



Exercice n°2


Un objet en aluminium a une masse m = 8,1 kg. La masse volumique de l’aluminium vaut ρ=2,7 g.cm-3.
1. Quelle est la définition de la masse volumique ρ ? Quelle en est l’unité S.I ?
2. Quel est le volume V de cet objet ?
3. Montrer que la valeur P du poids de l’objet précédent est de 81 N. On prendra g = 10 N.kg-1.
4. Cet objet repose sur le sol horizontal par une face dont la surface est S = 75 cm². Quelle est la pression p qui s’exerce sur le sol ?
5. On pose maintenant l’objet sur une autre face qui a une surface S’ double de S. Quel est la nouvelle valeur de la pression p’ sur le sol ?

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Exercice n°1 (Bac Métropole septembre 2005)

On rappelle que la différence de pression pA - pB entre deux points A et B d’un même fluide au repos (liquide ou gaz) s’exprime par la relation : pA - pB = r . g. h

1.1. Indiquer ce que représentent les lettres r et h dans la relation précédente et préciser les unités respectives de pA, pB , r et h dans le système international S.I.

1.2. Quelles doivent être les positions respectives des points distincts A et B pour que

pA = pB ?

1.3. Des points A et B, lequel est situé le plus bas dans le même fluide au repos pour que l’on ait pA > pB ?

2. Un plongeur en apnée se trouve dans la mer de telle manière à ce que son tympan T soit situé à une profondeur h = 10 m par rapport à la surface de la mer.

2.1. Montrer que la différence de pression pT - pM entre le tympan T et un point M de la surface de la mer supposée au repos est voisine de 101000 Pa.

Données : r (de l’eau de mer) = 1030 kg.m-3 et g = 9,8 N.kg-1

2.2. Déduire de la question précédente la pression pT qui s’exerce sur le tympan du plongeur si la pression atmosphérique au niveau de la mer vaut pM = 101300 Pa.

2.3. On rappelle que la pression p exercée par une force pressante F sur une surface pressée d’aire S est donnée par la relation p = F / S

· Indiquer les unités du système international S.I dans lesquelles s’expriment les grandeurs de la relation précédente

· En admettant que la pression au niveau du tympan du plongeur est pT = 202000 Pa, calculer la force pressante F qui s’exerce sur le tympan de surface S = 0,5.10-4

3. Une personne P se trouve dans un bateau à la hauteur h = 10 m au dessus des points M de la surface de la mer dans laquelle évolue le plongeur de la question 2.

3.1. Montrer que la différence de pression pM - pP entre M et P est voisine de 127 Pa, sachant que la masse volumique r de l’air est voisine de 1,3 kg.m-3.

3.2. Comparer les variations de pression pT - pM de la question 2.1. et pM - pP de la question 3.1. pour une même hauteur de fluide (eau de mer ou air) et conclure.

Exercice n°2 (Bac Antilles – Guyane septembre 2003)

Un objet en aluminium a une masse m = 8,1 kg. La masse volumique de l’aluminium vaut

r = 2,7 g.cm-3.

1. Quelle est la définition de la masse volumique r ? Quelle en est l’unité S.I ?

2. Quel est le volume V de cet objet ?

3. Montrer que la valeur P du poids de l’objet précédent est de 81 N. On prendra g = 10 N.kg-1.

4. Cet objet repose sur le sol horizontal par une face dont la surface est S = 75 cm². Quelle est la pression p qui s’exerce sur le sol ?

5. On pose maintenant l’objet sur une autre face qui a une surface S’ double de S. Quel est la nouvelle valeur de la pression p’ sur le sol ?