QCM : Fluides et écoulements (12 questions)

Question 1

1. Quelle propriété caractérise un fluide ?

C’est un milieu continu qui résiste à toute déformation.

C’est un milieu continu et déformable qui s’écoule.

C’est un milieu discontinu et rigide qui conserve sa forme.

C’est un milieu déformable qui ne peut pas s’écouler.

Explication

Un fluide est défini comme un milieu continu et déformable qui s’écoule. Un milieu rigide qui conserve sa forme ne correspond pas à cette définition.

Answer

C’est un milieu continu et déformable qui s’écoule.

Question 2

2. Quelle distinction entre un liquide et un gaz est correcte ?

Un liquide possède un volume propre, tandis qu’un gaz n’a ni forme ni volume propres.

Un liquide n’a ni forme ni volume propres, tandis qu’un gaz possède un volume propre.

Un liquide et un gaz possèdent chacun un volume propre, mais aucun ne possède de forme propre.

Un liquide possède une forme propre, tandis qu’un gaz conserve un volume propre.

Explication

Un liquide conserve un volume propre, alors qu’un gaz ne possède ni forme ni volume propres. L’idée qu’un gaz conserve un volume propre confond ses propriétés avec celles du liquide.

Answer

Un liquide possède un volume propre, tandis qu’un gaz n’a ni forme ni volume propres.

Question 3

3. Quelle expression donne le poids d’un volume $V$ de fluide de masse volumique $\rho$ dans un champ de pesanteur $\vec{g}$ ?

\vec{P}=V\vec{g}

\vec{P}=\rho V\vec{g}

\vec{P}=\rho\vec{g}

\vec{P}=\frac{V}{\rho}\vec{g}

Explication

Le poids du volume fluide est le produit de sa masse $\rho V$ par le vecteur pesanteur. L’expression sans facteur $V$ correspond au poids par unité de volume, et non au poids total.

Answer

$$\vec{P}=\rho V\vec{g}$$

Question 4

4. Un objet immergé dans un fluide environnant subit une poussée d’Archimède : quelle masse volumique intervient dans son expression ?

Celle de l’objet immergé, avec une force dans le sens de

\vec{g}

.

Celle du fluide environnant, avec une force opposée à

\vec{g}

.

Celle du fluide environnant, avec une force dans le sens de

\vec{g}

.

Celle de l’objet immergé, avec une force opposée à

\vec{g}

.

Explication

La poussée d’Archimède dépend de la masse volumique du fluide environnant et s’écrit $\vec{\Pi}=-\rho_{flu}V\vec{g}$ . Utiliser la masse volumique de l’objet confond cette poussée avec une propriété liée au corps immergé.

Answer

Celle du fluide environnant, avec une force opposée à $$\vec{g}$$.

Question 5

5. Quelle relation fondamentale décrit l’équilibre hydrostatique d’un fluide de masse volumique $\rho$ soumis à la pesanteur $\vec{g}$ ?

\vec{\nabla}P=\rho\vec{g}

\vec{\nabla}P=\frac{\vec{g}}{\rho}

\vec{\nabla}P=\rho V\vec{g}

\vec{\nabla}P=-\rho\vec{g}

Explication

La relation fondamentale de l’hydrostatique relie le gradient de pression à $\rho\vec{g}$ . Le facteur de volume intervient dans l’expression du poids d’un volume fluide, pas dans cette relation.

Answer

$$\vec{\nabla}P=\rho\vec{g}$$

Question 6

6. À quel type de fluide l’application appelée modèle de l’atmosphère est-elle associée en hydrostatique ?

Aux fluides dont la masse volumique est nulle.

Aux fluides incompressibles.

Aux fluides compressibles.

Aux fluides qui ne sont pas à l’équilibre.

Explication

Le modèle de l’atmosphère est cité comme une application de l’hydrostatique des fluides compressibles. Les exemples comme les manomètres à tube en U sont associés aux fluides incompressibles.

Answer

Aux fluides compressibles.

Question 7

7. Pour une interface courbe de rayon $R$ et de tension superficielle $\gamma$ , quelle relation donne la loi de Laplace indiquée ?

\Delta p=\frac{\gamma}{2R}

\Delta p=\frac{2\gamma}{R}

\Delta p=\frac{\gamma R}{2}

\Delta p=\frac{2R}{\gamma}

Explication

La loi de Laplace donnée relie le saut de pression à la tension superficielle et au rayon par $\Delta p=\frac{2\gamma}{R}$ . La dépendance inverse au rayon est perdue dans l’expression qui le place au numérateur.

Answer

$$\Delta p=\frac{2\gamma}{R}$$

Question 8

8. Selon la loi de Jurin, quelle expression donne la hauteur de montée capillaire $h$ dans un tube de rayon $r$ ?

h=\frac{\rho g r}{2\gamma\cos\theta}

h=\frac{2\gamma r\cos\theta}{\rho g}

h=\frac{2\gamma\cos\theta}{\rho g r}

h=\frac{2\rho g\cos\theta}{\gamma r}

Explication

La loi de Jurin place $2\gamma\cos\theta$ au numérateur et $\rho g r$ au dénominateur. L’expression réciproque inverse la dépendance de la hauteur envers ces grandeurs.

Answer

$$h=\frac{2\gamma\cos\theta}{\rho g r}$$

Question 9

9. Dans quelles conditions la relation de Bernoulli donnée s’applique-t-elle le long d’une ligne de courant ?

À un écoulement stationnaire d’un fluide parfait

À un écoulement instationnaire d’un fluide parfait

À un écoulement stationnaire d’un fluide compressible réel

À un écoulement turbulent d’un fluide visqueux

Explication

La relation donnée suppose un écoulement stationnaire et un fluide parfait, et s’étudie le long d’une ligne de courant. Un écoulement turbulent et visqueux ne satisfait pas les conditions indiquées pour cette relation.

Answer

À un écoulement stationnaire d’un fluide parfait

Question 10

10. Quelle grandeur permet de caractériser un écoulement de fluide parmi les grandeurs étudiées ?

La pression statique

Le débit

La viscosité dynamique

La masse volumique

Explication

Le débit est une grandeur étudiée pour caractériser les écoulements de fluides. La viscosité dynamique caractérise plutôt une propriété du fluide, et non le débit de l’écoulement.

Answer

Elle donne $$v=C_H\sqrt{R_H I}$$, avec $$C_H=\frac{R_H^{1/6}}{n}$$.

Answer

Le gradient de vitesse entre les couches séparées par une distance $$e$$

Question 11

11. Pour un écoulement en canal, comment la loi de Chézy relie-t-elle la vitesse aux paramètres hydrauliques ?

Elle donne

v=C_H\sqrt{\frac{I}{R_H}}

, avec

C_H=\frac{R_H^{1/6}}{n}

.

Elle donne

v=C_H R_H I

, avec

C_H=\frac{R_H^{1/6}}{n}

.

Elle donne

v=C_H\sqrt{R_H I}

, avec

C_H=\frac{n}{R_H^{1/6}}

.

Elle donne

v=C_H\sqrt{R_H I}

, avec

C_H=\frac{R_H^{1/6}}{n}

.

Explication

La loi de Chézy exprime la vitesse comme le produit de $C_H$ par la racine carrée de $R_H I$ , et le coefficient vaut $R_H^{1/6}/n$ . L’expression avec $n$ au numérateur inverse à tort la définition du coefficient.

Question 12

12. Dans le modèle de force visqueuse entre deux couches, que représente le facteur $\frac{\vec{v}_2-\vec{v}_1}{e}$ ?

La variation de viscosité entre les couches rapportée à leur vitesse

La différence de pression entre les couches rapportée à leur surface

La vitesse moyenne des couches multipliée par leur séparation

Le gradient de vitesse entre les couches séparées par une distance

e

Explication

Le rapport de la différence de vitesse à la distance qui sépare les couches décrit le gradient de vitesse intervenant dans la force visqueuse. La vitesse moyenne divisée par la séparation ne représente pas la différence de vitesse figurant dans la relation.

QCM : Fluides et écoulements (12 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelle propriété caractérise un fluide ?

2. Quelle distinction entre un liquide et un gaz est correcte ?

3. Quelle expression donne le poids d’un volume $V$ de fluide de masse volumique $\rho$ dans un champ de pesanteur $\vec{g}$ ?

4. Un objet immergé dans un fluide environnant subit une poussée d’Archimède : quelle masse volumique intervient dans son expression ?

5. Quelle relation fondamentale décrit l’équilibre hydrostatique d’un fluide de masse volumique $\rho$ soumis à la pesanteur $\vec{g}$ ?

6. À quel type de fluide l’application appelée modèle de l’atmosphère est-elle associée en hydrostatique ?

7. Pour une interface courbe de rayon $R$ et de tension superficielle $\gamma$ , quelle relation donne la loi de Laplace indiquée ?

8. Selon la loi de Jurin, quelle expression donne la hauteur de montée capillaire $h$ dans un tube de rayon $r$ ?

9. Dans quelles conditions la relation de Bernoulli donnée s’applique-t-elle le long d’une ligne de courant ?

10. Quelle grandeur permet de caractériser un écoulement de fluide parmi les grandeurs étudiées ?

11. Pour un écoulement en canal, comment la loi de Chézy relie-t-elle la vitesse aux paramètres hydrauliques ?

12. Dans le modèle de force visqueuse entre deux couches, que représente le facteur $\frac{\vec{v}_2-\vec{v}_1}{e}$ ?

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QCM : Fluides et écoulements (12 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelle propriété caractérise un fluide ?

2. Quelle distinction entre un liquide et un gaz est correcte ?

3. Quelle expression donne le poids d’un volume VVV de fluide de masse volumique ρ\rhoρ dans un champ de pesanteur g⃗\vec{g}g​ ?

4. Un objet immergé dans un fluide environnant subit une poussée d’Archimède : quelle masse volumique intervient dans son expression ?

5. Quelle relation fondamentale décrit l’équilibre hydrostatique d’un fluide de masse volumique ρ\rhoρ soumis à la pesanteur g⃗\vec{g}g​ ?

6. À quel type de fluide l’application appelée modèle de l’atmosphère est-elle associée en hydrostatique ?

7. Pour une interface courbe de rayon RRR et de tension superficielle γ\gammaγ, quelle relation donne la loi de Laplace indiquée ?

8. Selon la loi de Jurin, quelle expression donne la hauteur de montée capillaire hhh dans un tube de rayon rrr ?

9. Dans quelles conditions la relation de Bernoulli donnée s’applique-t-elle le long d’une ligne de courant ?

10. Quelle grandeur permet de caractériser un écoulement de fluide parmi les grandeurs étudiées ?

11. Pour un écoulement en canal, comment la loi de Chézy relie-t-elle la vitesse aux paramètres hydrauliques ?

12. Dans le modèle de force visqueuse entre deux couches, que représente le facteur v⃗2−v⃗1e\frac{\vec{v}_2-\vec{v}_1}{e}ev2​−v1​​ ?

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3. Quelle expression donne le poids d’un volume $V$ de fluide de masse volumique $\rho$ dans un champ de pesanteur $\vec{g}$ ?

5. Quelle relation fondamentale décrit l’équilibre hydrostatique d’un fluide de masse volumique $\rho$ soumis à la pesanteur $\vec{g}$ ?

7. Pour une interface courbe de rayon $R$ et de tension superficielle $\gamma$ , quelle relation donne la loi de Laplace indiquée ?

8. Selon la loi de Jurin, quelle expression donne la hauteur de montée capillaire $h$ dans un tube de rayon $r$ ?

12. Dans le modèle de force visqueuse entre deux couches, que représente le facteur $\frac{\vec{v}_2-\vec{v}_1}{e}$ ?