Force pressante / Pression
Évaluation
20 points

: plongeur (3 points)

Dans cet exercice, on suppose que la température reste constante et que la pression de l'air dans les poumons d'un plongeur est toujours égale à la pression du fluide du milieu extérieur.

Un plongeur équipé d'une bouteille est à 30 m de profondeur. La pression est alors de 4 bars.

Avant de remonter à la surface, le plongeur remplit ses poumons d'air et bloque sa respiration. Les poumons ont un volume de 6L.

  1. Calculer le volume que devrait occuper l'air de ses poumon lorsqu'il arrive à la surface où la pression atmosphérique est de 1 bar.(2 points)

  2. Expliquer les risques encourus par le plongeur.(1 point)

: gonflage des pneus (5 points)

Un pneu d'automobile est gonflé à une pression relative de 2,5 bar à la température de 20 oC. Son volume intérieur, supposé constant, est de 25 L.

La pression atmosphérique est de 1 bar.

Rappel : 0 oC = 273 K.

  1. Calculer la pression absolue de l'air dans le pneu.(1 point)

  2. Convertir les 20 oC en Kelvin.(1 point)

  3. Après avoir roulé un certain temps, l'automobiliste utilise un manomètre pour vérifier la pression de l'air dans le pneu. Il lit 2,85 bar. Calculer la température de l'air dans le pneu à ce moment. Donner le résultat en oC, arrondi à l'unité.(3 points)

: pression exercée par la Tour Eiffel sur le sol (7 points)

La tour Eiffel a masse est de 10000 tonnes et repose sur quatre pieds. Chacun de ces pieds à une surface de contact avec le sol de 625 m2.
On prendra pour intensité de pesanteur g=10N/kg.
  1. Calculer le poids de la tour Eiffel.(1 point)

  2. Calculer la surface totale de contact avec le sol.(1 point)

  3. Montrer que la pression exercée sur le sol par la Tour Eiffel est de 40000 Pa, puis convertir cette pression en bar.(2 points)

  4. On considère un homme debout avec une surface de contact avec le sol de 300 cm2. Calculer la masse qu'il doit avoir afin d'exercer sur le sol la même pression que la Tour Eiffel.(3 points)

: freins de VTT (5 points)

Sytème de freinage

Les VTT modernes disposent d'un freinage hydraulique à disques. La manette de frein exerce une force sur un piston qui comprime l'huile minérale contenue dans une durite. L'huile transmet la pression aux plaquettes situées dans l'étrier.

  1. Sachant que la section du piston de commande est de 75 mm2 et la force exercée sur le piston de commande est de 80 N, calculer la pression créée par le piston de la commande dans l'huile contenue dans la durite arrondie au dixième de bar.(2 points)

  2. Sachant que la section du piston aux niveau des plaquettes est de 3,2 cm2, calculer la force exercée par une plaquette arrondie au daN.(2 points)

  3. En déduire la force de freinage sachant qu'un étrier est muni de deux plaquettes.(1 point)