QCM : Atmosphère et aérodynamique — 16 questions

Explication

L’atmosphère est une couche d’air d’environ 200 km d’épaisseur qui entoure la Terre et dans laquelle évoluent les avions. Elle ne correspond ni à une couche d’eau ni à une enveloppe limitée à une région terrestre.

Explication

L’air contient environ 78 % d’azote, 21 % d’oxygène et 1 % de gaz carbonique et de gaz rares. La proposition indiquant 21 % d’azote et 78 % d’oxygène inverse les deux constituants principaux.

Explication

Au niveau de la mer, les conditions standard sont une température de 15 °C, une pression de 1013 hPa et une masse volumique de 1,225 kg/m3. La valeur de 760 hPa correspond à une autre altitude standard, et non au niveau de la mer.

Explication

L’augmentation de l’altitude entraîne une diminution de la pression, de la température et de la masse volumique. Il est donc incorrect d’associer la baisse de pression à une hausse systématique des deux autres grandeurs.

Explication

L’hydrodynamique concerne notamment les liquides incompressibles en mouvement, alors que l’aérodynamique étudie les gaz en mouvement dont la masse volumique peut varier. La dernière proposition permute les deux domaines.

Explication

À très faible vitesse, les variations de masse volumique d’un gaz peuvent être négligées, ce qui permet de le traiter comme incompressible. De fortes variations de pression et de vitesse rendent au contraire cette approximation moins adaptée.

Explication

La pression se calcule par $P = \frac{F}{S}$, donc $P = \frac{200}{0,5} = 400\ \text{Pa}$. La force doit être rapportée à la surface, et non considérée seule.

Explication

La loi de Pascal affirme qu’une pression appliquée à un fluide confiné se transmet uniformément dans toutes les directions et dans toutes les parties du récipient, sous la condition indiquée. La variation avec la profondeur caractérise plutôt l’effet du poids du fluide dans un récipient ouvert.

Explication

Le principe d’Archimède établit que la poussée exercée sur un corps immergé est verticale, ascendante et égale au poids du liquide déplacé. Elle ne dépend donc pas directement du poids propre du corps ni de la masse du liquide prise sans accélération gravitationnelle.

Explication

La loi de Torricelli établit un lien entre la hauteur de liquide au-dessus de l’orifice et la vitesse d’écoulement. La transmission d’une pression dans un fluide relève plutôt de la loi de Pascal.

Explication

Le principe de Bernoulli conserve l’énergie mécanique totale lorsque l’écoulement est incompressible et sans frottement. La présence de frottements ou la compressibilité modifie les conditions nécessaires à cette conservation.

Explication

Dans un écoulement incompressible, une augmentation de la vitesse s’accompagne d’une diminution de la pression exercée sur le fluide. Cette relation constitue une conséquence essentielle du comportement décrit par Bernoulli.

Explication

Un écoulement compressible se caractérise par des variations suffisamment importantes de pression et de vitesse pour modifier la densité et la température du gaz. La masse volumique considérée constante correspond plutôt à l’approximation d’un écoulement incompressible.

Explication

La modification de la densité et de la température sous l’effet de fortes variations de pression caractérise un écoulement compressible. Un écoulement incompressible est modélisé avec une masse volumique constante.

Explication

Une soufflerie crée artificiellement un courant d’air qui simule le vent relatif afin de réaliser des études et des essais aérodynamiques. Les essais en vol, eux, observent le comportement de l’appareil réel dans son environnement de vol.

Explication

Une soufflerie comprend un collecteur, une chambre d’expérience, un diffuseur et un ventilateur. Le collecteur et le diffuseur sont des parties de la circulation de l’air, tandis que les autres ensembles proposés ne décrivent pas sa constitution fondamentale.