QCM : Mécanique des fluides (11 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelle description caractérise un fluide ?

Un milieu matériel qui conserve sa forme propre et résiste à l’écoulement dans son récipient.
Un milieu matériel qui s’écoule, mais qui adopte une forme fixe indépendante de son récipient.
Un milieu matériel gazeux qui conserve un volume propre et ne prend pas la forme du récipient.
Un milieu matériel sans forme propre, capable de s’écouler et d’adopter la forme de son récipient.

Un milieu matériel sans forme propre, capable de s’écouler et d’adopter la forme de son récipient.

Explication

Un fluide peut s’écouler et prend la forme du récipient, sans posséder de forme propre; il peut être liquide ou gazeux. Un matériau qui conserve sa forme propre ne correspond pas à cette définition.

2. Dans un fluide au repos, comment la pression évolue-t-elle lorsqu’on descend plus profondément ?

Elle varie avec la profondeur, sans tendance déterminée.
Elle diminue avec la profondeur.
Elle augmente avec la profondeur.
Elle reste identique à toutes les profondeurs.

Elle augmente avec la profondeur.

Explication

Dans un fluide au repos, la pression augmente à mesure que la profondeur augmente. Une pression identique à toutes les profondeurs ne décrit donc pas cette variation.

3. Quelle force désigne la poussée d’Archimède exercée sur un corps plongé dans un fluide ?

Une force horizontale exercée par le fluide sur la surface du corps.
Une force verticale dirigée vers le bas, exercée par le fluide sur le corps.
Une force verticale dirigée vers le haut, exercée par le corps sur le fluide.
Une force verticale dirigée vers le haut, exercée par le fluide sur le corps.

Une force verticale dirigée vers le haut, exercée par le fluide sur le corps.

Explication

La poussée d’Archimède est exercée par le fluide sur le corps et est dirigée verticalement vers le haut. La force exercée par le corps sur le fluide n’est pas la poussée définie ici.

4. Un corps totalement immergé déplace un volume VV dans un fluide de masse volumique ρ\rho. Quelle expression donne la norme de la poussée d’Archimède ?

Π=ρVg\Pi=\rho Vg
Π=ρV\Pi=\rho V
Π=Vgρ\Pi=\frac{Vg}{\rho}
Π=ρgV\Pi=\frac{\rho g}{V}

$$\Pi=\rho Vg$$

Explication

La norme de la poussée est le produit de la masse volumique du fluide, du volume déplacé et de l’intensité de la pesanteur. L’expression ρV\rho V omet le facteur gg et ne donne donc pas la formule demandée.

5. Dans un écoulement en régime permanent, que peut-on affirmer au sujet de la vitesse en un point donné ?

Elle varie avec le temps, mais reste identique d’un point à l’autre.
Elle augmente avec le temps en chaque point du conduit.
Elle a la même valeur en tout point du conduit.
Elle ne varie pas avec le temps en ce point.

Elle ne varie pas avec le temps en ce point.

Explication

Le régime permanent signifie que la vitesse ne varie pas avec le temps en chaque point. Cela n’implique pas une vitesse identique partout dans le conduit.

6. Comment modélise-t-on la masse volumique d’un fluide incompressible ?

Comme une grandeur qui diminue quand la pression augmente.
Comme une grandeur qui varie périodiquement avec le temps.
Comme une grandeur qui augmente avec la vitesse.
Comme une grandeur constante.

Comme une grandeur constante.

Explication

Un fluide incompressible est modélisé par une masse volumique constante. Une variation de masse volumique avec la vitesse ne correspond pas à cette modélisation.

7. Que mesure le débit volumique à travers une section ?

La surface de la section traversée par le fluide pendant un instant.
Le volume de fluide qui traverse la section par unité de temps.
La vitesse du fluide multipliée par la durée de son passage.
La masse de fluide présente dans la section à un instant donné.

Le volume de fluide qui traverse la section par unité de temps.

Explication

Le débit volumique quantifie le volume qui traverse une section par unité de temps. La masse présente à un instant donné ne mesure pas ce volume écoulé au cours du temps.

8. Dans un conduit parcouru par un fluide incompressible en régime permanent, que se passe-t-il si le conduit se rétrécit ?

La vitesse reste constante tandis que le débit volumique diminue.
La vitesse diminue tandis que le débit volumique reste conservé.
La vitesse augmente tandis que le débit volumique reste conservé.
La vitesse augmente tandis que le débit volumique augmente aussi.

La vitesse augmente tandis que le débit volumique reste conservé.

Explication

La conservation du débit impose que la vitesse augmente lorsque la section diminue, de sorte que S1v1=S2v2S_1v_1=S_2v_2. Une vitesse qui diminue dans le rétrécissement ne respecte pas cette relation pour un débit conservé.

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

Pour un fluide incompressible, en écoulement permanent et parfait.
Pour un fluide compressible, en écoulement permanent et visqueux.
Pour un fluide incompressible, en écoulement variable et parfait.
Pour un fluide compressible, en écoulement variable et parfait.

Pour un fluide incompressible, en écoulement permanent et parfait.

Explication

Dans ce cadre, Bernoulli s’applique à un fluide incompressible en écoulement permanent et parfait, le long d’une même ligne de courant. Un écoulement variable ne remplit pas la condition de permanence.

10. Le long d’une ligne de courant dans le cadre de Bernoulli, quelle quantité reste constante ?

p+12ρv2+ρgzp+\frac{1}{2}\rho v^2+\rho gz
p+12ρv2−ρgzp+\frac{1}{2}\rho v^2-\rho gz
p−12ρv2+ρgzp-\frac{1}{2}\rho v^2+\rho gz
p+ρv2+12ρgzp+\rho v^2+\frac{1}{2}\rho gz

$$p+\frac{1}{2}\rho v^2+\rho gz$$

Explication

La relation de Bernoulli conserve la somme de la pression, du terme cinétique 12ρv2\frac{1}{2}\rho v^2 et du terme de pesanteur ρgz\rho gz. Le signe négatif devant le terme cinétique ne correspond pas à cette relation.

11. Dans un rétrécissement de conduite, quelle évolution décrit l’effet Venturi ?

La vitesse du fluide augmente et sa pression augmente.
La vitesse du fluide augmente et sa pression diminue.
La vitesse du fluide diminue et sa pression augmente.
La vitesse du fluide diminue et sa pression diminue.

La vitesse du fluide augmente et sa pression diminue.

Explication

L’effet Venturi désigne la baisse de pression qui accompagne l’augmentation de vitesse du fluide dans un rétrécissement. Une pression qui augmente avec la vitesse inverse cette relation.

Révisez avec les flashcards

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Qu’est-ce qu’un fluide ?

Un milieu matériel capable de s’écouler, sans forme propre.

Quelles formes peut prendre un fluide ?

Liquide ou gazeuse.

Comment varie la pression avec la profondeur dans un fluide au repos ?

Elle augmente avec la profondeur.

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