QCM : Mécanique des fluides (11 questions)

Question 1

1. Dans un modèle d’écoulement, un fluide est décrit comme ayant une viscosité nulle, sans frottements ni pertes d’énergie. Comment le classe-t-on ?

Un fluide en régime permanent

Un fluide incompressible

Un fluide réel

Un fluide parfait

Explication

Un fluide parfait est défini par une viscosité nulle, l’absence de frottements et l’absence de pertes d’énergie. Le fluide réel présente des frottements et des pertes de charge, tandis que l’incompressibilité concerne la masse volumique constante.

Answer

Un fluide parfait

Question 2

2. Un échantillon de fluide a une masse de $6\,\text{kg}$ et occupe un volume de $2\,\text{m}^3$ . Quelle est sa masse volumique ?

12\,\text{kg/m}^3

\frac{1}{3}\,\text{kg/m}^3

6\,\text{kg/m}^3

3\,\text{kg/m}^3

Explication

La masse volumique se calcule par $\rho=\frac{m}{V}$ : $\frac{6}{2}=3\,\text{kg/m}^3$ . $12\,\text{kg/m}^3$ vient d’une multiplication, $\frac{1}{3}\,\text{kg/m}^3$ inverse le rapport et $6\,\text{kg/m}^3$ reprend la masse sans la diviser par le volume.

Answer

$$3\,\text{kg/m}^3$$

Question 3

3. Un liquide s’écoule dans une conduite de section $0{,}02\,\text{m}^2$ à la vitesse de $3\,\text{m/s}$ . Quel est son débit volumique ?

0{,}0067\,\text{m}^3/\text{s}

3{,}02\,\text{m}^3/\text{s}

3\,\text{m}^3/\text{s}

0{,}06\,\text{m}^3/\text{s}

Explication

Le débit volumique vérifie $Q=Sv$ , donc $Q=0{,}02\times3=0{,}06\,\text{m}^3/\text{s}$ . La division donne $0{,}0067\,\text{m}^3/\text{s}$ , l’addition donne $3{,}02\,\text{m}^3/\text{s}$ , et la vitesse seule n’est pas un débit.

Answer

$$0{,}06\,\text{m}^3/\text{s}$$

Question 4

4. Un fluide incompressible s’écoule dans une conduite dont la section passe de $4\,\text{cm}^2$ à $2\,\text{cm}^2$ . Si sa vitesse initiale est de $1{,}5\,\text{m/s}$ , quelle est sa vitesse dans la section réduite ?

3\,\text{m/s}

0{,}75\,\text{m/s}

6\,\text{m/s}

1{,}5\,\text{m/s}

Explication

Pour un fluide incompressible, $S_1v_1=S_2v_2$ : $v_2=\frac{4\times1{,}5}{2}=3\,\text{m/s}$ . $0{,}75\,\text{m/s}$ inverse le rapport des sections, $1{,}5\,\text{m/s}$ conserve la vitesse, et $6\,\text{m/s}$ applique un facteur deux supplémentaire.

Answer

$$3\,\text{m/s}$$

Question 5

5. Que représente la loi de Bernoulli pour un fluide parfait incompressible en régime permanent ?

La répartition du débit entre plusieurs conduites en parallèle

La relation entre les frottements et la perte de pression dans une conduite

La conservation de l’énergie mécanique le long de l’écoulement

La conservation de la masse entre deux sections de conduite

Explication

La loi de Bernoulli exprime la conservation de l’énergie mécanique le long de l’écoulement, sous les conditions d’application indiquées. La conservation de la masse est décrite par la continuité du débit, et non par Bernoulli.

Answer

La conservation de l’énergie mécanique le long de l’écoulement

Question 6

6. Dans un Venturi, quelle évolution de la pression accompagne la diminution de la section et l’augmentation de la vitesse du fluide ?

La pression diminue dans la section rétrécie.

La pression reste constante dans la section rétrécie.

La pression devient égale à la pression totale.

La pression augmente dans la section rétrécie.

Explication

Dans un Venturi, la section réduite entraîne une augmentation de la vitesse et une diminution de la pression. Une augmentation de pression ne correspond pas à cette succession d’effets.

Answer

La pression diminue dans la section rétrécie.

Question 7

7. Quel est le rôle d’un tube de Pitot dans la mesure d’un écoulement ?

Mesurer le débit à partir de la position d’un flotteur

Mesurer le débit à partir d’une différence de pression dans un étranglement

Mesurer la vitesse du fluide à partir des pressions totale et statique

Mesurer le débit en créant un étranglement dans la conduite

Explication

Le tube de Pitot sert à mesurer la vitesse du fluide, en reliant la pression totale et la pression statique. Le Venturi mesure plutôt le débit à partir d’une différence de pression.

Answer

Mesurer la vitesse du fluide à partir des pressions totale et statique

Question 8

8. Comment les régimes laminaire et turbulent se distinguent-ils selon le nombre de Reynolds dans une conduite ?

Le régime laminaire correspond à

Re<4000

, tandis que le régime turbulent correspond à

Re>2300

.

Le régime laminaire correspond à

Re>4000

, tandis que le régime turbulent correspond à

Re<2300

.

Le régime laminaire correspond à

2300\leq Re\leq4000

, tandis que le régime turbulent correspond à

Re<2300

.

Le régime laminaire correspond à

Re<2300

, tandis que le régime turbulent correspond à

Re>4000

.

Explication

Le régime laminaire est associé aux nombres de Reynolds inférieurs à 2300, et le régime turbulent à ceux qui dépassent 4000. Entre ces seuils, l’écoulement est en transition, plutôt que laminaire comme le suggère une des autres propositions.

Answer

Le régime laminaire correspond à $$Re<2300$$, tandis que le régime turbulent correspond à $$Re>4000$$.

Question 9

9. Quelle relation associe la perte de charge régulière aux caractéristiques d’une conduite selon Darcy-Weisbach ?

Elle dépend du coefficient de frottement, du rapport longueur-diamètre et du carré de la vitesse.

Elle dépend de la rugosité, du rapport diamètre-longueur et de la pression statique.

Elle dépend du coefficient de frottement, du rapport longueur-diamètre et de la vitesse seule.

Elle dépend du coefficient local, du rapport diamètre-longueur et de la vitesse au carré.

Explication

La relation de Darcy-Weisbach fait intervenir le coefficient de frottement, le rapport $L/D$ et le terme $v^2/(2g)$ . Le coefficient de perte singulière caractérise plutôt les pertes causées par des éléments locaux, et non le frottement réparti le long de la conduite.

Answer

Elle dépend du coefficient de frottement, du rapport longueur-diamètre et du carré de la vitesse.

Question 10

10. Dans un réseau de conduites en série, quelle conséquence la configuration a-t-elle sur le débit et les pertes de charge ?

Les débits s’additionnent dans chaque conduite et la perte de charge reste identique.

Le débit reste identique dans chaque conduite et les pertes de charge s’additionnent.

Le débit reste identique dans chaque conduite et la perte de charge reste constante.

Le débit diminue à chaque conduite et les pertes de charge se compensent.

Explication

En série, le même débit traverse chaque conduite, tandis que les pertes de charge de chaque tronçon s’ajoutent. L’égalité des pertes de charge entre les extrémités caractérise plutôt des conduites en parallèle.

Answer

Le débit reste identique dans chaque conduite et les pertes de charge s’additionnent.

Question 11

11. Pour calculer la pression exercée par une force répartie sur une surface, quelle relation faut-il utiliser ?

Multiplier la force appliquée par l’aire de la surface

Diviser l’aire de la surface par la force appliquée

Diviser la masse du fluide par le volume occupé

Diviser la force appliquée par l’aire de la surface

Explication

La pression se calcule en divisant la force appliquée par la surface sur laquelle elle agit, soit $P=\frac{F}{S}$ . La masse divisée par le volume donne la masse volumique, et non la pression.

Answer

Diviser la force appliquée par l’aire de la surface

QCM : Mécanique des fluides (11 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Dans un modèle d’écoulement, un fluide est décrit comme ayant une viscosité nulle, sans frottements ni pertes d’énergie. Comment le classe-t-on ?

2. Un échantillon de fluide a une masse de $6\,\text{kg}$ et occupe un volume de $2\,\text{m}^3$ . Quelle est sa masse volumique ?

3. Un liquide s’écoule dans une conduite de section $0{,}02\,\text{m}^2$ à la vitesse de $3\,\text{m/s}$ . Quel est son débit volumique ?

4. Un fluide incompressible s’écoule dans une conduite dont la section passe de $4\,\text{cm}^2$ à $2\,\text{cm}^2$ . Si sa vitesse initiale est de $1{,}5\,\text{m/s}$ , quelle est sa vitesse dans la section réduite ?

5. Que représente la loi de Bernoulli pour un fluide parfait incompressible en régime permanent ?

6. Dans un Venturi, quelle évolution de la pression accompagne la diminution de la section et l’augmentation de la vitesse du fluide ?

7. Quel est le rôle d’un tube de Pitot dans la mesure d’un écoulement ?

8. Comment les régimes laminaire et turbulent se distinguent-ils selon le nombre de Reynolds dans une conduite ?

9. Quelle relation associe la perte de charge régulière aux caractéristiques d’une conduite selon Darcy-Weisbach ?

10. Dans un réseau de conduites en série, quelle conséquence la configuration a-t-elle sur le débit et les pertes de charge ?

11. Pour calculer la pression exercée par une force répartie sur une surface, quelle relation faut-il utiliser ?

Révisez avec les flashcards

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Questions et réponses du QCM

1. Dans un modèle d’écoulement, un fluide est décrit comme ayant une viscosité nulle, sans frottements ni pertes d’énergie. Comment le classe-t-on ?

2. Un échantillon de fluide a une masse de 6 kg6\,\text{kg}6kg et occupe un volume de 2 m32\,\text{m}^32m3. Quelle est sa masse volumique ?

3. Un liquide s’écoule dans une conduite de section 0,02 m20{,}02\,\text{m}^20,02m2 à la vitesse de 3 m/s3\,\text{m/s}3m/s. Quel est son débit volumique ?

4. Un fluide incompressible s’écoule dans une conduite dont la section passe de 4 cm24\,\text{cm}^24cm2 à 2 cm22\,\text{cm}^22cm2. Si sa vitesse initiale est de 1,5 m/s1{,}5\,\text{m/s}1,5m/s, quelle est sa vitesse dans la section réduite ?

5. Que représente la loi de Bernoulli pour un fluide parfait incompressible en régime permanent ?

6. Dans un Venturi, quelle évolution de la pression accompagne la diminution de la section et l’augmentation de la vitesse du fluide ?

7. Quel est le rôle d’un tube de Pitot dans la mesure d’un écoulement ?

8. Comment les régimes laminaire et turbulent se distinguent-ils selon le nombre de Reynolds dans une conduite ?

9. Quelle relation associe la perte de charge régulière aux caractéristiques d’une conduite selon Darcy-Weisbach ?

10. Dans un réseau de conduites en série, quelle conséquence la configuration a-t-elle sur le débit et les pertes de charge ?

11. Pour calculer la pression exercée par une force répartie sur une surface, quelle relation faut-il utiliser ?

Révisez avec les flashcards

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2. Un échantillon de fluide a une masse de $6\,\text{kg}$ et occupe un volume de $2\,\text{m}^3$ . Quelle est sa masse volumique ?

3. Un liquide s’écoule dans une conduite de section $0{,}02\,\text{m}^2$ à la vitesse de $3\,\text{m/s}$ . Quel est son débit volumique ?

4. Un fluide incompressible s’écoule dans une conduite dont la section passe de $4\,\text{cm}^2$ à $2\,\text{cm}^2$ . Si sa vitesse initiale est de $1{,}5\,\text{m/s}$ , quelle est sa vitesse dans la section réduite ?