Exercice 1 sur 7
CalculQuelle est la valeur de la poussée d’Archimède (en N) exercée par l’eau (ρ = 1,00 × 103 kg·m−3) sur un objet totalement immergé de volume 2,0 L ? (g = 9,81 N·kg−1) Arrondis au dixième.
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Exercices : poussée d’Archimède et écoulement d’un fluide
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Poussée d’Archimède et écoulement d’un fluide — S’entraîner
Feuille d’exercices
Prénom : ……………………………Date : ……………………Score : ……… / 7
Exercice 1
Quelle est la valeur de la poussée d’Archimède (en N) exercée par l’eau (ρ = 1,00 × 103 kg·m−3) sur un objet totalement immergé de volume 2,0 L ? (g = 9,81 N·kg−1) Arrondis au dixième.
Écris tes calculs :
Réponse : ……………… N
Exercice 2
Un robinet remplit un seau de 10 L en 40 s. Quel est son débit volumique, en L·s−1 ?
Écris tes calculs :
Réponse : ……………… L·s⁻¹
Exercice 3
De l’eau circule à 2,0 m·s−1 dans un tuyau de section 4,0 cm2, qui se rétrécit à 1,0 cm2. Quelle est la vitesse dans la partie étroite, en m·s−1 ?
Écris tes calculs :
Réponse : ……………… m·s⁻¹
Exercice 4
Un réservoir est percé d’un petit orifice situé 1,8 m sous la surface libre. Avec quelle vitesse l’eau sort-elle, en m·s−1 (g = 9,81 m·s−2) ? Arrondis au dixième.
Écris tes calculs :
Réponse : ……………… m·s⁻¹
Exercice 5 — Coche la bonne réponse.
Dans une conduite horizontale, l’eau passe dans un rétrécissement. Que deviennent sa vitesse et sa pression dans le rétrécissement ?
- La vitesse augmente et la pression augmente
- La vitesse augmente et la pression diminue
- La vitesse diminue et la pression augmente
- Les deux restent constantes
Exercice 6 — Coche « Vrai » ou « Faux ».
Un objet de masse volumique moyenne 800 kg·m−3 coule dans l’eau douce.
VraiFaux
Exercice 7
Explique pourquoi un navire en acier (ρ ≈ 7 800 kg·m−3) peut flotter alors qu’un bloc d’acier plein coule.
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Poussée d’Archimède et écoulement d’un fluide — S’entraîner
Corrigé détaillé — pour les parents et les enseignants
Exercice 1
Réponse : 19,6 N
Π = ρVg, avec V en m3.
- V = 2,0 × 10−3 m3
- Π = 1,00 × 103 × 2,0 × 10−3 × 9,81 ≈ 19,6 N
Exercice 2
Réponse : 0,25 L·s⁻¹
Le débit volumique vaut Dv = .
- Dv = = 0,25 L·s−1 = 2,5 × 10−4 m3·s−1
Exercice 3
Réponse : 8 m·s⁻¹
Conservation du débit : SAvA = SBvB.
- vB = =
- vB = 8,0 m·s−1
Exercice 4
Réponse : 5,9 m·s⁻¹
La relation de Bernoulli entre la surface (pression atmosphérique, vitesse négligeable) et l’orifice (pression atmosphérique) donne v = √(2gh).
- v = √(2 × 9,81 × 1,8) = √35,3
- v ≈ 5,9 m·s−1
Exercice 5
Réponse : La vitesse augmente et la pression diminue
Conservation du débit : section plus petite ⟹ vitesse plus grande. Bernoulli à altitude constante : P + ρv2 constant, donc la pression diminue. C’est l’effet Venturi.
Exercice 6
Réponse : Faux
800 kg·m−3 < 1 000 kg·m−3 : l’objet flotte, avec 80 % de son volume immergé à l’équilibre.
Exercice 7
Exemple de réponse : La poussée d’Archimède est égale au poids du volume d’eau déplacé.
Le bloc plein déplace un volume d’eau égal au sien, dont le poids est bien inférieur au sien (ρacier > ρeau) : il coule.
La coque du navire est creuse et contient surtout de l’air : sa masse volumique moyenne (acier + air + chargement) est inférieure à celle de l’eau. La partie immergée déplace un volume d’eau dont le poids compense le poids total du navire : il flotte.C’est le volume immergé, et non le matériau seul, qui détermine la poussée.
- Énoncé de la poussée d’Archimède.
- Notion de masse volumique moyenne.
- Équilibre poids / poussée.
Exercices corrigés : 0 / 7
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Exercice 2 sur 7
CalculUn robinet remplit un seau de 10 L en 40 s. Quel est son débit volumique, en L·s−1 ?
Aide d’ULU pour cet exerciceExercice 3 sur 7
CalculDe l’eau circule à 2,0 m·s−1 dans un tuyau de section 4,0 cm2, qui se rétrécit à 1,0 cm2. Quelle est la vitesse dans la partie étroite, en m·s−1 ?
Aide d’ULU pour cet exerciceExercice 4 sur 7
CalculUn réservoir est percé d’un petit orifice situé 1,8 m sous la surface libre. Avec quelle vitesse l’eau sort-elle, en m·s−1 (g = 9,81 m·s−2) ? Arrondis au dixième.
Aide d’ULU pour cet exerciceExercice 5 sur 7
QCMDans une conduite horizontale, l’eau passe dans un rétrécissement. Que deviennent sa vitesse et sa pression dans le rétrécissement ?
Aide d’ULU pour cet exerciceExercice 6 sur 7
Vrai ou fauxUn objet de masse volumique moyenne 800 kg·m−3 coule dans l’eau douce.
Aide d’ULU pour cet exerciceExercice 7 sur 7
Question ouverteExplique pourquoi un navire en acier (ρ ≈ 7 800 kg·m−3) peut flotter alors qu’un bloc d’acier plein coule.
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