QCM : Description des fluides au repos (13 questions)

Question 1

1. Un échantillon prend la forme du récipient dans lequel on le verse et peut s’écouler. Quelle description correspond à un fluide ?

Un corps déformable, doté d’une forme propre et susceptible de s’écouler

Un corps sans forme propre, susceptible de s’écouler mais non déformable

Un corps déformable, sans forme propre et susceptible de s’écouler

Un corps déformable et sans forme propre, mais incapable de s’écouler

Explication

Un fluide peut s’écouler, se déforme et adopte la forme de son récipient, car il n’a pas de forme propre. La forme propre caractérise ici à tort le fluide, tandis que l’absence de déformation ou d’écoulement omet une propriété essentielle.

Answer

Un corps déformable, sans forme propre et susceptible de s’écouler

Question 2

2. Quelle comparaison décrit correctement les particules d’un liquide et celles d’un gaz ?

Liquide : particules proches et immobiles les unes par rapport aux autres ; gaz : particules éloignées et en mouvement désordonné

Liquide : particules proches et mobiles les unes par rapport aux autres ; gaz : particules éloignées et en mouvement désordonné

Liquide : particules éloignées et mobiles les unes par rapport aux autres ; gaz : particules proches et en mouvement désordonné

Liquide : particules proches et en mouvement désordonné ; gaz : particules éloignées et mobiles les unes par rapport aux autres

Explication

Dans un liquide, les particules restent proches tout en se déplaçant facilement les unes par rapport aux autres ; dans un gaz, elles sont éloignées et en mouvement désordonné. Les autres descriptions inversent les distances, transfèrent le mouvement désordonné au liquide ou supposent ses particules immobiles.

Answer

Liquide : particules proches et mobiles les unes par rapport aux autres ; gaz : particules éloignées et en mouvement désordonné

Question 3

3. De l’eau est en contact avec la paroi intérieure d’un récipient. Comment appelle-t-on la force qu’elle exerce sur cette paroi ?

La pression du liquide

Le poids du liquide

La force pressante

La réaction de la paroi

Explication

La force exercée par un fluide sur une paroi avec laquelle il est en contact est la force pressante. Le poids agit sous l’effet de la gravité, la pression est une grandeur distincte et la réaction désigne la force exercée en sens opposé par la paroi.

Answer

La force pressante

Question 4

4. Un fluide est en contact avec une paroi plane verticale. Quelle direction et quel sens a la force pressante exercée par le fluide sur cette paroi ?

Verticale et dirigée vers le bas, quelle que soit la paroi

Perpendiculaire à la paroi et dirigée de la paroi vers le fluide

Parallèle à la paroi et dirigée du fluide vers l’extérieur

Perpendiculaire à la paroi et dirigée du fluide vers l’extérieur

Explication

La force pressante est normale à la paroi et orientée du fluide vers l’extérieur. Une force parallèle n’est pas perpendiculaire, le sens opposé inverse l’action du fluide, et la verticale vers le bas confond cette force avec une direction liée au poids.

Answer

Perpendiculaire à la paroi et dirigée du fluide vers l’extérieur

Question 5

5. Un fluide exerce une pression de $2{,}0\times10^3\,\mathrm{Pa}$ sur une surface plane de $0{,}030\,\mathrm{m}^2$ . Quelle force pressante exerce-t-il sur cette surface ?

60\,\mathrm{N}

6{,}7\times10^4\,\mathrm{N}

1{,}5\times10^{-5}\,\mathrm{N}

6{,}0\,\mathrm{N}

Explication

La relation est $F=P\times S$ ; ainsi, $2{,}0\times10^3\times0{,}030=60\,\mathrm{N}$ . La valeur $6{,}7\times10^4\,\mathrm{N}$ provient d’une division, $1{,}5\times10^{-5}\,\mathrm{N}$ d’une inversion supplémentaire, et $6{,}0\,\mathrm{N}$ de l’oubli du facteur dix.

Answer

$$60\,\mathrm{N}$$

Question 6

6. Un capteur MPX5700AP relié à une carte Arduino mesure une pression correspondant à une tension de 2,5 V. Quelle valeur entière la carte renvoie-t-elle, sachant que la conversion est linéaire entre 0 V et 5 V, associés respectivement à 0 et 1023 ?

256

2046

512

513

Explication

La conversion est proportionnelle : à mi-échelle, $2{,}5/5$ de 1023 donne environ 512. La valeur 256 confond la demi-tension avec le quart de l’échelle, 513 utilise 1024 comme maximum, et 2046 inverse le rapport.

Answer

Moyenner cinq mesures brutes, convertir la moyenne avec la formule d’étalonnage, puis afficher les valeurs

Answer

$$4000\,\text{Pa}$$

Answer

Le produit de la masse volumique de l’eau par l’intensité de pesanteur

Answer

$$P_2 \times V_2 = P_1 \times V_1$$

Answer

Elle augmente lorsque le volume diminue.

Answer

Une droite passant par l’origine.

Answer

L’inverse du volume, $$1/V$$.

Question 7

7. Un sketch doit afficher chaque seconde une estimation de pression moins sensible aux fluctuations d’une mesure isolée. Quel traitement correspond au fonctionnement prévu ?

Additionner cinq mesures brutes, convertir leur somme, puis afficher la pression

Moyenner cinq mesures brutes, puis afficher cette moyenne sans conversion d’étalonnage

Moyenner cinq mesures brutes, convertir la moyenne avec la formule d’étalonnage, puis afficher les valeurs

Convertir une mesure brute avec la formule d’étalonnage, puis afficher cette pression

Explication

Le sketch réalise cinq mesures brutes par seconde, en calcule la moyenne, convertit cette moyenne en pression par étalonnage, puis affiche les valeurs. Convertir une seule mesure néglige la moyenne, afficher la moyenne brute omet l’étalonnage, et utiliser la somme remplace incorrectement la moyenne.

Question 8

8. Dans un liquide incompressible au repos, un point 2 se trouve plus bas que le point 1, avec $z_1-z_2=0{,}40\,\text{m}$ , $\rho=1000\,\text{kg·m}^{-3}$ et $g=10\,\text{m·s}^{-2}$ . Quelle est la différence de pression $P_2-P_1$ ?

4000\,\text{Pa}

-4000\,\text{Pa}

10\,\text{Pa}

40\,\text{Pa}

Explication

La relation hydrostatique donne $P_2-P_1=\rho g(z_1-z_2)=1000\times10\times0{,}40=4000\,\text{Pa}$ . Le signe négatif inverse l’ordre des altitudes, 40 Pa omet la masse volumique, et 10 Pa ne correspond pas à la différence de pression calculée.

Question 9

9. Lors d’une expérience sur l’eau, on trace $P-P_0$ en fonction de $z_0-z$ et on obtient une droite. Que représente son coefficient directeur ?

La masse volumique de l’eau seule

La pression de l’eau à la surface du liquide

Le produit de la masse volumique de l’eau par l’intensité de pesanteur

Le rapport de la masse volumique de l’eau par l’intensité de pesanteur

Explication

La représentation de $P-P_0$ en fonction de $z_0-z$ a pour coefficient directeur $\rho g$ . La pression de surface est $P_0$ , tandis que la masse volumique seule et le rapport $\rho/g$ ne donnent pas la pente attendue.

Question 10

10. Un échantillon de gaz est comprimé à température constante, sans perte de gaz. Quelle relation doit rester vraie entre sa pression finale $P_2$ et son volume final $V_2$ , si l’état initial est décrit par $P_1$ et $V_1$ ?

P_2 \times V_2 = P_1 \times V_1

\frac{P_2}{V_2} = \frac{P_1}{V_1}

V_2 = V_1

P_2 + V_2 = P_1 + V_1

Explication

À température constante et pour une quantité donnée de gaz, le produit pression-volume reste constant. La somme pression-volume ne représente pas cette loi, le rapport constant ferait varier pression et volume dans le même sens, et le volume ne reste pas fixe lors d’une compression.

Question 11

11. À température constante, on réduit le volume d’une quantité donnée de gaz sans en perdre. Comment sa pression évolue-t-elle selon la loi de Mariotte ?

Elle diminue lorsque le volume diminue.

Elle reste constante malgré la diminution du volume.

Elle augmente lorsque le volume diminue.

Elle varie sans relation déterminée avec le volume.

Explication

Pour une quantité donnée de gaz à température constante, la pression est inversement proportionnelle au volume : réduire le volume augmente donc la pression. Une variation dans le même sens confond proportionnalité inverse et directe, tandis que la température constante n’implique pas une pression constante.

Question 12

12. Une équipe mesure deux grandeurs et veut vérifier si elles sont proportionnelles. Quel résultat graphique permet de conclure à une proportionnalité ?

Une droite horizontale décalée de l’origine.

Une droite qui ne passe pas par l’origine.

Une droite passant par l’origine.

Une courbe qui passe par l’origine.

Explication

Deux grandeurs proportionnelles donnent, lorsqu’on trace l’une en fonction de l’autre, une droite passant par l’origine. Une droite décalée correspond à une relation affine, et une courbe passant par l’origine n’est pas une droite.

Question 13

13. Pour tester expérimentalement la loi de Mariotte avec des mesures de pression $P$ et de volume $V$ , quelle grandeur faut-il représenter en abscisse si la pression est placée en ordonnée ?

Le volume,

V

.

Le produit pression-volume,

P \times V

.

L’inverse de la pression,

1/P

.

L’inverse du volume,

1/V

.

Explication

Pour vérifier la loi de Mariotte, on trace la pression en fonction de l’inverse du volume, ce qui permet de tester la proportionnalité entre $P$ et $1/V$ . Représenter directement $V$ , le produit $P \times V$ ou l’inverse de $P$ ne correspond pas à cette méthode.

QCM : Description des fluides au repos (13 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Un échantillon prend la forme du récipient dans lequel on le verse et peut s’écouler. Quelle description correspond à un fluide ?

2. Quelle comparaison décrit correctement les particules d’un liquide et celles d’un gaz ?

3. De l’eau est en contact avec la paroi intérieure d’un récipient. Comment appelle-t-on la force qu’elle exerce sur cette paroi ?

4. Un fluide est en contact avec une paroi plane verticale. Quelle direction et quel sens a la force pressante exercée par le fluide sur cette paroi ?

5. Un fluide exerce une pression de $2{,}0\times10^3\,\mathrm{Pa}$ sur une surface plane de $0{,}030\,\mathrm{m}^2$ . Quelle force pressante exerce-t-il sur cette surface ?

6. Un capteur MPX5700AP relié à une carte Arduino mesure une pression correspondant à une tension de 2,5 V. Quelle valeur entière la carte renvoie-t-elle, sachant que la conversion est linéaire entre 0 V et 5 V, associés respectivement à 0 et 1023 ?

7. Un sketch doit afficher chaque seconde une estimation de pression moins sensible aux fluctuations d’une mesure isolée. Quel traitement correspond au fonctionnement prévu ?

8. Dans un liquide incompressible au repos, un point 2 se trouve plus bas que le point 1, avec $z_1-z_2=0{,}40\,\text{m}$ , $\rho=1000\,\text{kg·m}^{-3}$ et $g=10\,\text{m·s}^{-2}$ . Quelle est la différence de pression $P_2-P_1$ ?

9. Lors d’une expérience sur l’eau, on trace $P-P_0$ en fonction de $z_0-z$ et on obtient une droite. Que représente son coefficient directeur ?

10. Un échantillon de gaz est comprimé à température constante, sans perte de gaz. Quelle relation doit rester vraie entre sa pression finale $P_2$ et son volume final $V_2$ , si l’état initial est décrit par $P_1$ et $V_1$ ?

11. À température constante, on réduit le volume d’une quantité donnée de gaz sans en perdre. Comment sa pression évolue-t-elle selon la loi de Mariotte ?

12. Une équipe mesure deux grandeurs et veut vérifier si elles sont proportionnelles. Quel résultat graphique permet de conclure à une proportionnalité ?

13. Pour tester expérimentalement la loi de Mariotte avec des mesures de pression $P$ et de volume $V$ , quelle grandeur faut-il représenter en abscisse si la pression est placée en ordonnée ?

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Questions et réponses du QCM

1. Un échantillon prend la forme du récipient dans lequel on le verse et peut s’écouler. Quelle description correspond à un fluide ?

2. Quelle comparaison décrit correctement les particules d’un liquide et celles d’un gaz ?

3. De l’eau est en contact avec la paroi intérieure d’un récipient. Comment appelle-t-on la force qu’elle exerce sur cette paroi ?

4. Un fluide est en contact avec une paroi plane verticale. Quelle direction et quel sens a la force pressante exercée par le fluide sur cette paroi ?

5. Un fluide exerce une pression de 2,0×103 Pa2{,}0\times10^3\,\mathrm{Pa}2,0×103Pa sur une surface plane de 0,030 m20{,}030\,\mathrm{m}^20,030m2. Quelle force pressante exerce-t-il sur cette surface ?

6. Un capteur MPX5700AP relié à une carte Arduino mesure une pression correspondant à une tension de 2,5 V. Quelle valeur entière la carte renvoie-t-elle, sachant que la conversion est linéaire entre 0 V et 5 V, associés respectivement à 0 et 1023 ?

7. Un sketch doit afficher chaque seconde une estimation de pression moins sensible aux fluctuations d’une mesure isolée. Quel traitement correspond au fonctionnement prévu ?

9. Lors d’une expérience sur l’eau, on trace P−P0P-P_0P−P0​ en fonction de z0−zz_0-zz0​−z et on obtient une droite. Que représente son coefficient directeur ?

10. Un échantillon de gaz est comprimé à température constante, sans perte de gaz. Quelle relation doit rester vraie entre sa pression finale P2P_2P2​ et son volume final V2V_2V2​, si l’état initial est décrit par P1P_1P1​ et V1V_1V1​ ?

11. À température constante, on réduit le volume d’une quantité donnée de gaz sans en perdre. Comment sa pression évolue-t-elle selon la loi de Mariotte ?

12. Une équipe mesure deux grandeurs et veut vérifier si elles sont proportionnelles. Quel résultat graphique permet de conclure à une proportionnalité ?

13. Pour tester expérimentalement la loi de Mariotte avec des mesures de pression PPP et de volume VVV, quelle grandeur faut-il représenter en abscisse si la pression est placée en ordonnée ?

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5. Un fluide exerce une pression de $2{,}0\times10^3\,\mathrm{Pa}$ sur une surface plane de $0{,}030\,\mathrm{m}^2$ . Quelle force pressante exerce-t-il sur cette surface ?

9. Lors d’une expérience sur l’eau, on trace $P-P_0$ en fonction de $z_0-z$ et on obtient une droite. Que représente son coefficient directeur ?

10. Un échantillon de gaz est comprimé à température constante, sans perte de gaz. Quelle relation doit rester vraie entre sa pression finale $P_2$ et son volume final $V_2$ , si l’état initial est décrit par $P_1$ et $V_1$ ?

13. Pour tester expérimentalement la loi de Mariotte avec des mesures de pression $P$ et de volume $V$ , quelle grandeur faut-il représenter en abscisse si la pression est placée en ordonnée ?