Bac Pro

Bac Pro
date :
SCIENCES PHYSIQUES
Exercice 1
(4 points)
La tension alternative sinusoïdale observée à l’oscilloscope est représentée ci-dessous.
Calibres :
1 div pour 2 ms
1 div pour 50 V
La valeur instantanée de la tension a pour expression
u = Um sin  t
1. Dans l’expression de u que représentent Um et  ?
2. Quelle est la valeur de Um ? En déduire la valeur efficace U
de la tension.
3. Donner les relations entre  et f et entre f et T.
f : fréquence de la tension u ; T : période de la tension u
4. Quelle est la valeur de T ? En déduire les valeurs de f et de 
Exercice 2
(6 points)
Sur une ligne de conditionnement, une remplisseuse comprend un générateur à effet Venturi qui accélère de
l’eau dans la conduite ci-dessous :
A
B

v1
D1
Cette conduite se compose :

v2
D2
- d’une partie cylindrique de diamètre D1 et de section S1
- d’une partie tronconique
- d’une partie cylindrique de diamètre D2 = 10 mm et de section S2 ;


v1 et v2 représentent respectivement les vecteurs vitesse de l’eau dans les parties cylindriques de diamètres D1
et D2.
1. Le débit de l’eau dans la remplisseuse est Q = 7,5.10 – 4 m3/s

1.1. Sachant que v1 = 2,5 m/s et que Q = Sv, calculer la section S1 de la conduite.
1.2. En déduire le diamètre D1 correspondant (arrondir au dixième de millimètre).

2. Le débit est supposé constant. On a v2 = 10 m/s et la pression au point A est p1 = 105 Pa.
Calculer la pression p2 au point B.
Données :
Masse volumique de l’eau
= 1 000 kg/m3
Relation de Bernoulli : p1 + Error!  v12 = p2 + Error!  v22
Ph. Georges
Sciences
1/3
Bac Pro
date :
Exercice 3 : Étude d’un système hydraulique
(10 points)
La production d’une entreprise est assurée par une chaîne de montage dans laquelle on utilise à plusieurs
reprises un système « pompe-vérin ».

v2

v1
POMPE
z2
z1
Partie A
Le piston du vérin a une surface S de 8. 10 – 3 m². Il reçoit un débit qv de 5. 10-4 m3/s et développe une force
utile Fu de 4,5. 104 N.
1. Calculer la pression p1 exercée par le piston
2. Calculer la vitesse de sortie de tige v1 arrondie à 10 – 4.
3. Calculer la puissance utile Pu du vérin arrondie à l’unité.
Rappel :
qv = v S
Pu = F v
Partie B
Le vérin est raccordé à la pompe par une tuyauterie horizontale où la vitesse d’écoulement v2 = 2,5 m/s.
Les pression p1 et p2, les altitudes z1 et z2 et les vitesses d’écoulement v1 et v2 sont liées par l’équation de
Bernoulli :
Error!  v12 + p1 + gz1 = Error!  v22 + p2 + gz2
Données :  = 900 kg/m3
1. Les hauteurs z1 et z2 étant égales, comparer gz1 et gz2.
2. Simplifier alors l’équation de Bernoulli.
3. Montrer que : p1 – p2 = Error! (v2² – v1²)
4. Calculer la différence de pression p1 – p2 et arrondir le résultat à l’unité. On donne : v1 = 0,0625 m/s.
Ph. Georges
Sciences
2/3
Bac Pro
date :
p1 = Error!
p1 = Error!
p1 = 56,25  105 Pa
v1 = Error!
v1 = Error!
v1 = 0, 0625 m/s
Pu = F v
Pu = 4,5 104  0,6250
Pu = 28 125 W
gz1 = gz2
Error! v1² + p1 = Error! v2² + p2
p1 – p2 = Error! v2² – Error! v²1
p1 – p2 = Error! (v2² – v1²)
p1 – p2 = Error! (v2² – v1²)
p1 – p2 = Error!  900 (2,5² – 0,0625²)
Ph. Georges
Sciences
p1 – p2 = 2 811 Pa
3/3