TD : comportement d`un fluide

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TD : comportement d’un fluide
Objectif : appliquer les relations relatives aux fluides incompressibles vues en cours.
A- Lois de l’hydrostatique
1. Enoncé du principe
 Rappeler le principe de l’hydrostatique, en s’aidant d’un schéma et en précisant les unités.
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 Application : lancer l’animation « sous
pression », remplir le réservoir avec 2 m d’eau et
mesurer la pression au fond. Vérifier par le
calcul. Que vaut la pression relative ?
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 Considérer maintenant le cas présenté cicontre. On considère que la masse est un
cylindre de rayon R=55 cm. Calculer les
pressions pA puis pB. Vérifier par l’animation.
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A
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B
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2. Application : plongée sous-marine
En 1989, l’italienne Angela Bandini établit un nouveau record du monde féminin de plongée sous-marine en
apnée. Lors de cette plongée, la pression atmosphérique régnant à la surface libre de l’océan était P atm = 1,00.105 Pa.
1.
Exprimer et calculer la différence de pression entre le point A situé à la surface libre de l’océan et le point B
situé à 107 m de profondeur
2. En déduire la pression absolue PB régnant à la profondeur de 107 m atteinte lors de l’exploit réalité en 1989.
3. Calculer la valeur de la force pressante s’exerçant sur 1,0 cm 2 de la peau du plongeur au point bas atteint.
B- Lois de l’hydrodynamique
1. La notion de débit
 Rappeler la relation entre débit, vitesse d’écoulement et surface de la section d’écoulement, en précisant les unités.
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 Dans l’animation ci-contre, mesurer le
diamètre de la canalisation avec la règle.
Calculer la vitesse d’écoulement du fluide.
Vérifier à l’aide de l’animation.
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2. Conservation du débit
 Elargir la canalisation de manière à doubler
son diamètre. Commenter alors le mouvement
du fluide.
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
Rappeler
la
relation
traduisant
la
conservation du débit le long de la canalisation.
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 Calculer la vitesse d’écoulement du fluide
dans la zone la plus large de la canalisation.
Vérifier par l’animation.
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3. Vidange d’un réservoir
 Dans l’animation ci-contre, on souhaite
étudier la vitesse d’écoulement en sortie du
réservoir lorsqu’il se vide. Procéder à
l’animation. Que constate-t-on pour la vitesse
d’écoulement en sortie ? Et son orientation ?
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 Quel problème cela pose-t-il sur le débit en
sortie ? Justifier.
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 Quelle solution proposez-vous pour pallier à ce problème ?
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