Dix questions pour vérifier tes connaissances sur l’écoulement d’un fluide et la loi de Bernoulli. Choisis une seule réponse par question, puis lis l’explication.
Questions répondues : 0/10 · Bonnes réponses : 0
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Quelle est l’unité SI du débit volumique ?
Le débit volumique est un volume par unité de temps : m³/s.
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De l’eau circule à 2,0 m/s dans un tuyau de diamètre 4,0 cm. Quel est le débit volumique ?
S = π × (0,020)² = 1,26 × 10⁻³ m², donc D<sub>v</sub> = S v ≈ 2,5 × 10⁻³ m³/s.
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La section d’une conduite est divisée par 4. Que devient la vitesse du fluide incompressible ?
S v est constant : si S est divisée par 4, v est multipliée par 4.
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À quelles conditions la loi de Bernoulli s’applique-t-elle ?
Le modèle néglige la viscosité et suppose un écoulement permanent d’un fluide incompressible.
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Dans un tube de Venturi horizontal, où la pression est-elle la plus faible ?
Au col, la vitesse est maximale, donc la pression est minimale.
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Quelle est la pression dynamique ½ ρ v² de l’eau (ρ = 1,00 × 10³ kg/m³) à 3,0 m/s ?
½ × 1,00 × 10³ × 3,0² = 4,5 × 10³ Pa.
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Un orifice est percé 1,80 m sous la surface d’un grand réservoir ouvert. Quelle est la vitesse de sortie ? (g = 9,81 N/kg)
v = √(2 g h) = √(2 × 9,81 × 1,80) = √35,3 ≈ 5,9 m/s.
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Que devient la loi de Bernoulli pour un fluide au repos ?
Avec v = 0, on retrouve la relation fondamentale de la statique des fluides.
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Pourquoi la pression est-elle plus faible au-dessus d’une aile d’avion qu’en dessous ?
À altitude voisine, une vitesse plus grande correspond à une pression plus faible.
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À quoi sert un tube de Pitot sur un avion ?
La différence entre pression totale et pression statique vaut ½ ρ v² : on en déduit la vitesse.
Les notions passées en revue dans ce QCM loi Bernoulli
- Débit volumique D<sub>v</sub> = S v et conservation du débit
- Conditions de validité de la loi de Bernoulli
- Les trois termes de pression : statique, dynamique, de pesanteur
- Effet Venturi
- Formule de Torricelli v = √(2 g h)
- Applications : Pitot, aile, pulvérisateur
Le piège classique
Le piège classique : appliquer Bernoulli entre deux points qui ne sont pas sur la même ligne de courant, ou oublier la pression atmosphérique à la sortie d’un jet. Pense aussi à convertir diamètres et volumes en unités SI avant de calculer une section ou un débit.
La bonne habitude
Pour un problème de fluide, commence par la conservation du débit, puis écris la loi de Bernoulli entre deux points soigneusement choisis en notant les valeurs connues (P atmosphérique, v ≈ 0 à la surface d’un grand réservoir). Vérifie ensuite l’ordre de grandeur : une vitesse de quelques m/s correspond à quelques milliers de pascals de pression dynamique.
Questions fréquentes
Pourquoi la pression baisse-t-elle quand la vitesse augmente ?
Parce que la loi de Bernoulli traduit la conservation de l’énergie par unité de volume : à altitude égale, l’énergie cinétique du fluide ne peut augmenter qu’au détriment de la pression.
La formule de Torricelli dépend-elle du liquide ?
Non. La masse volumique ρ se simplifie dans l’équation : v = √(2 g h) est la même pour l’eau, l’huile ou le mercure, tant que le liquide est parfait et le réservoir grand devant l’orifice.
Que change la viscosité dans un écoulement réel ?
Elle provoque des frottements internes et avec les parois : de l’énergie est dissipée sous forme de chaleur, la pression diminue le long de la conduite et les vitesses réelles sont inférieures aux valeurs idéales.
Peut-on appliquer Bernoulli à l’air ?
Oui, tant que sa vitesse reste faible devant celle du son (environ 340 m/s), l’air peut être traité comme un fluide incompressible. Au-delà de quelque 100 m/s, il faut tenir compte de la compressibilité.