sujet d examen l3 mdf s5 2013 2014

Université Hassiba Benbouali—Chlef Année universitaire: 2013—2014
Faculté des Sciences Semestre V
Filière: Sciences de la matière Niveau: 3
ième
Année—L3
Département de Physique 11 Mars 2014 (08h:30—10h:00)
Page 1 sur 1
***** EXAMEN FINAL *****
—Mécanique des Fluides—
Exercice n°01 (04 pts)—Figure 1 :
Dans une distribution d’eau, un robinet est à 20 m au-dessous du niveau de l’eau dans le réservoir. Quelle
est en pascal, en atmosphère et en hauteur de mercure, la pression de l’eau à ce robinet, c’est-à-dire l’excès
sur la pression atmosphérique. Sachant que : ρ
eau
= 1000 kg/m
3
et ρ
mercure
= 13600 kg/m
3
.
Exercice n°02 (04 pts)—Figure 2 :
Une presse hydraulique comporte deux cylindres fermés par des pistons étanches. Le petit piston a 8 cm
de diamètre (2r). On le manœuvre à l’aide d’un levier dont le grand bras (l) a 1 m et le petit (l’) 20 cm de
longueur. Le gros piston a 60 cm de diamètre (2R).
Quelle est la force qui s’exerce sur le gros piston lorsqu’on appuie à l’extrémité du levier et
perpendiculairement à celui-ci, avec une force (F
L
) de 50 N (Prenons en considération la loi des moments
pour un levier).
Exercice n°03 (04 pts)—Figure 3 :
Un cube de bois, de 10 cm d’arête (a), de masse volumique ρ
bois
= 850 kg/m
3
, flotte à la surface libre de
séparation dans un vase contient de l’eau.
Quelle est la hauteur immergée (h) dans l’eau ?
Exercice n°04 (04 pts) :
On considère l’écoulement défini en variables de Lagrange par :
 =  + 
 =  + 
 =  +  + 
 Trouver les composantes de la vitesse et de l’accélération à l’instant t ?
 Calculer : ? ?, puis caractériser cet écoulement (stationnaire ? incompressible ?
irrotationnel ?)
Exercice n°05 (04 pts)—Figure 4 :
Dans un moteur muni d’un turbocompresseur, le circuit d’huile a un débit de l’ordre de 9 l/min. À
l’entrée du carter d’huile on observe un étranglement comme schématisé sur la figure 4.

Université Hassiba Benbouali—Chlef Année universitaire: 2013—2014
Faculté des Sciences Semestre V
Filière: Sciences de la matière Niveau: 3
ième
Année—L3
Département de Physique 11 Mars 2014 (08h:30—10h:00)
Page 2 sur 2
On donne :
Diamètre du flexible (1) : d
1
=16 mm.
Diamètre de la pièce (2) : d
2
=8 mm.
Masse volumique de l’huile : ρ = 760 kg/m
3
.
Calculer les vitesses aux deux sections S
1
et S
2
(V
1
et V
2
).
Figure 1. R
éservoir
d’eau
.
2
1
Plan de référence
h
1
h
2
p
2
p
1
= p
atm
ρ
eau
∆h=20 m
p
p
R, S, F
r, s, f
l'
l
F
L
f
Figure 2. Presse hydraulique.
Figure 3. Poussée d’Archimède
sur un solide homogène.
Corps flottant
ℎ
Sens
d'écoulement S
2
S
1
Figure 4. Conduite d’huile contractée.