QCM : Propriétés et hydrostatique des fluides — 11 questions

Question 1

1. Quelle expression permet de calculer la résultante de la pression hydrostatique exercée sur une paroi verticale de hauteur $h$ ?

F = \frac{\rho g h}{2}

F = \frac{\rho g h^2}{2}

P = \frac{F}{S}

F = \rho g h

Explication

La résultante sur une paroi verticale est donnée par $F = \frac{\rho g h^2}{2}$ , car la pression augmente avec la profondeur. La relation $P=\frac{F}{S}$ définit la pression moyenne à partir d’une force et d’une surface, mais ne donne pas directement cette résultante.

Answer

$$F = \frac{\rho g h^2}{2}$$

Question 2

2. Que devient une variation de pression appliquée en un point d’un fluide incompressible au repos ?

Elle se transmet intégralement à tous les points du fluide.

Elle s’exerce dans la direction opposée au déplacement du fluide.

Elle diminue progressivement avec la distance au point d’application.

Elle se transforme principalement en masse volumique supplémentaire.

Explication

Dans un fluide incompressible au repos, une variation de pression se transmet intégralement et sans atténuation à tous les points. Une diminution avec la distance ne correspond pas au principe de transmission hydrostatique décrit ici.

Answer

Elle se transmet intégralement à tous les points du fluide.

Question 3

3. Quelle expression définit le poids spécifique d’un fluide ?

\gamma = \frac{M}{V}

\gamma = \frac{V}{Mg}

\gamma = \frac{Mg}{V}

\gamma = M \times g \times V

Explication

Le poids spécifique est le poids par unité de volume, donc $\gamma = \frac{Mg}{V}$ , avec une unité en N/m³. La relation $\frac{M}{V}$ décrit la masse volumique et s’exprime en kg/m³.

Answer

$$\gamma = \frac{Mg}{V}$$

Question 4

4. Quelle relation définit la masse volumique d’un matériau ?

\rho = \frac{Mg}{V}

\rho = \frac{M}{V}

\rho = \frac{V}{M}

\rho = M \times V

Explication

La masse volumique compare la masse contenue à un volume, d’où la relation $\rho = \frac{M}{V}$ , exprimée en kg/m³. La relation $\frac{Mg}{V}$ correspond au poids spécifique, qui s’exprime en N/m³.

Answer

$$\rho = \frac{M}{V}$$

Question 5

5. Quelle égalité décrit correctement les unités usuelles de pression ?

1 Pa = 1 N et 1 bar = 10⁵ N

1 Pa = 10⁵ N/m² et 1 bar = 1 N/m²

1 Pa = 1 N/m² et 1 bar = 10⁵ N/m²

1 Pa = 1 kg/m³ et 1 bar = 10⁵ kg/m³

Explication

Le pascal correspond à un newton par mètre carré, tandis qu’un bar vaut 10⁵ N/m². Les expressions en kg/m³ concernent une masse volumique, et celles en newtons une force.

Answer

1 Pa = 1 N/m² et 1 bar = 10⁵ N/m²

Question 6

6. Comment se caractérise la poussée exercée sur un corps plongé dans un fluide au repos ?

Elle est oblique et proportionnelle à la surface du corps.

Elle est horizontale et égale à la masse du fluide déplacé.

Elle est verticale vers le haut et égale au poids du fluide déplacé.

Elle est verticale vers le bas et égale au poids du corps immergé.

Explication

La poussée d’Archimède est dirigée du bas vers le haut et son intensité égale le poids du volume de fluide déplacé. Le poids du corps est dirigé vers le bas, ce qui correspond à une force différente.

Answer

Elle est verticale vers le haut et égale au poids du fluide déplacé.

Question 7

7. Quelle grandeur obtient-on en divisant une force par la surface sur laquelle elle s’exerce ?

La masse volumique,

\rho = \frac{M}{V}

Le poids spécifique,

\gamma = \frac{Mg}{V}

La force résultante,

F = P \times S

La pression,

P = \frac{F}{S}

Explication

La pression mesure une force rapportée à la surface d’application, selon $P = \frac{F}{S}$ , et s’exprime en N/m². La force seule s’exprime en newtons et ne tient pas compte de la surface.

Answer

La pression, $$P = \frac{F}{S}$$

Question 8

8. Pour vérifier qu’un radeau peut transporter une charge donnée sans couler, quelle démarche faut-il suivre ?

Évaluer la masse totale, la poussée d’Archimède et la vitesse d’écoulement autour du radeau

Mesurer la profondeur, la longueur des troncs et la force exercée par chaque passager

Déterminer la pression atmosphérique, la surface mouillée et la température de l’eau

Calculer la résultante des pressions, la fraction immergée des troncs et la charge maximale supportable

Explication

L’étude du radeau porte sur la résultante des forces de pression, la fraction volumique immergée des troncs et la charge maximale avant immersion complète. La vitesse d’écoulement n’appartient pas aux déterminations indiquées pour ce problème.

Answer

Calculer la résultante des pressions, la fraction immergée des troncs et la charge maximale supportable

Question 9

9. Dans quelle situation la relation $P + \rho g z = \mathrm{constante}$ s’applique-t-elle ?

Dans un fluide au repos

Dans un solide soumis à une traction

Dans un fluide en mouvement uniforme

Dans un gaz qui se détend rapidement

Explication

La relation hydrostatique exprime l’équilibre des pressions dans un fluide au repos. Un fluide en mouvement relève de relations qui tiennent compte de sa dynamique et ne peut pas être traité par cette relation hydrostatique seule.

Answer

Dans un fluide au repos

Question 10

10. Comment calcule-t-on la densité relative d’un fluide par rapport à l’eau ?

D = \rho - \rho_w

D = \frac{\rho}{\rho_w}

D = \rho \times \rho_w

D = \frac{\rho_w}{\rho}

Explication

La densité relative compare la masse volumique du fluide à celle de l’eau selon $D = \frac{\rho}{\rho_w}$ . L’expression inverse comparerait la masse volumique de l’eau à celle du fluide et ne correspond pas à cette définition.

Answer

$$D = \frac{\rho}{\rho_w}$$

Question 11

11. Quelle masse peut-on attribuer approximativement à un litre d’eau ?

Environ 100 g

Environ 1000 kg

Environ 10 kg

Environ 1 kg

Explication

La masse volumique de l’eau est proche de 1000 kg/m³, ce qui correspond à environ 1 kg pour un litre. Une masse de 100 g correspondrait à une masse volumique bien plus faible que celle de l’eau.

Answer

Environ 1 kg

QCM : Propriétés et hydrostatique des fluides — 11 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle expression permet de calculer la résultante de la pression hydrostatique exercée sur une paroi verticale de hauteur $h$ ?

2. Que devient une variation de pression appliquée en un point d’un fluide incompressible au repos ?

3. Quelle expression définit le poids spécifique d’un fluide ?

4. Quelle relation définit la masse volumique d’un matériau ?

5. Quelle égalité décrit correctement les unités usuelles de pression ?

6. Comment se caractérise la poussée exercée sur un corps plongé dans un fluide au repos ?

7. Quelle grandeur obtient-on en divisant une force par la surface sur laquelle elle s’exerce ?

8. Pour vérifier qu’un radeau peut transporter une charge donnée sans couler, quelle démarche faut-il suivre ?

9. Dans quelle situation la relation $P + \rho g z = \mathrm{constante}$ s’applique-t-elle ?

10. Comment calcule-t-on la densité relative d’un fluide par rapport à l’eau ?

11. Quelle masse peut-on attribuer approximativement à un litre d’eau ?

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Questions et réponses du QCM

1. Quelle expression permet de calculer la résultante de la pression hydrostatique exercée sur une paroi verticale de hauteur hhh ?

2. Que devient une variation de pression appliquée en un point d’un fluide incompressible au repos ?

3. Quelle expression définit le poids spécifique d’un fluide ?

4. Quelle relation définit la masse volumique d’un matériau ?

5. Quelle égalité décrit correctement les unités usuelles de pression ?

6. Comment se caractérise la poussée exercée sur un corps plongé dans un fluide au repos ?

7. Quelle grandeur obtient-on en divisant une force par la surface sur laquelle elle s’exerce ?

8. Pour vérifier qu’un radeau peut transporter une charge donnée sans couler, quelle démarche faut-il suivre ?

9. Dans quelle situation la relation P+ρgz=constanteP + \rho g z = \mathrm{constante}P+ρgz=constante s’applique-t-elle ?

10. Comment calcule-t-on la densité relative d’un fluide par rapport à l’eau ?

11. Quelle masse peut-on attribuer approximativement à un litre d’eau ?

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9. Dans quelle situation la relation $P + \rho g z = \mathrm{constante}$ s’applique-t-elle ?