Bac Pro

Bac Pro date :
Ph. Georges Sciences 1/3
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 :
Cette conduite se compose : - 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 ;
1v
et
2v
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
1v
= 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
2v
= 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
A
D1
B
D2
1v
2v

Bac Pro date :
Ph. Georges Sciences 2/3
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 ».
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.
POMPE
z1
z2
1v
2v

Bac Pro date :
Ph. Georges Sciences 3/3
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) p1 – p2 = 2 811 Pa