Exercices La statique des fluides
Prépare-toi à progresser en Physique-chimie avec ces exercices niveau 1re : "La statique des fluides". Conçu pour renforcer les notions clés vues en cours, cet entraînement te permet de t’exercer à ton rythme. Idéal pour réviser efficacement et gagner en confiance. À toi de jouer !
Entrainement
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Un cube métallique d’arête $a=20\ \text{cm}$ et de masse $m$ est suspendu par une corde pour moitié dans l’eau et pour moitié dans l’huile. Le référentiel d’étude est le référentiel terrestre, supposé galiléen.
Schéma du montage
Données :
Densité de l’huile : $d=0,84$
Tension de la corde mesurée : $\Vert \vec T \Vert = 543\ \text{N}$
Masse volumique de quelques métaux :Métal
Zinc Étain Fer Cuivre Masse volumique (en $\text{kg}\cdot \text{m}^{-3}$)
$7\,130$ $7\,280$ $7\,850$ $8\,960$ On prendra $g=9,81\ \text{N}\cdot \text{kg}^{-1}$.
Le système étudié est le cube métallique qu’on assimilera à un point matériel. Faire le bilan des forces qui s’appliquent sur ce solide.
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Soit un tube en U contenant de l’eau et une solution inconnue B dont on souhaite déterminer la nature et le volume $V_B$.
Les deux branches du tube sont ouvertes à l’air libre.Schéma du tube en U
Données :
Liquide
Toluène Benzène Cyclohexane Eau Masse volumique (en $\text{kg}\cdot \text{m}^{-3}$)
$867,1$ $879,4$ $779,0$ $1,0 \cdot 10^3$ Les branches du tube en U ont pour diamètre $d=5\ \text{cm}$.
On prendra $g=9,81\ \text{N}\cdot \text{kg}^{-1}$.Exprimer la pression $P_{A^{\prime}}$ en $A^{\prime}$ en fonction de la pression $P_C^{\prime}$ et d’autres grandeurs caractéristiques du problème.
Évaluation
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Un plongeur spécialiste de la faune marine souhaite explorer un fond marin où se trouve une barrière de corail.
On considèrera les poumons du plongeur ont un volume total variable $V_{\text{p}}$ tel que : $$V_{\text{min}} \leq V_{\text{p}}\leq V_{\text{max}}$$$V_{\text{min}}$ est le volume des poumons lors d’une expiration complète et $ V_{\text{max}}$ le volume lors d’une inspiration.
Schéma de la plongée
Lors de sa descente, le plongeur subit une compression et l’air de ses poumons est à la même pression que l’eau à la profondeur du plongeur.
Données :
Masse volumique de l’eau : $\rho_{\text{eau}} = 1\,000\ \text{kg}\cdot \text{m}^{-3}$
$V_{\text{min}}=1,4\ \text{L}$
$V_{\text{max}}=6,5\ \text{L}$
Pression atmosphérique : $P_{\text{atm}}=1,0\ \text{bar}$
Volume d’une sphère : $V_s = \dfrac 43 \pi R^3$
On prendra $g=9,81\ \text{N}\cdot \text{kg}^{-1}$.Exprimer la pression $P(z)$ à une profondeur $z$ quelconque en fonction des données du problème.