[Pysique] [L1/PCEM] hydrostatique : 4 petits exercices de mise en jambes

[.:Spip:.]

Bonjour à tous.


Voici 4 exercices proposés par MiMoiMolette de niveau PCEM. Ce sont de bons petits exercices d'application du cours.


Bon courage
François

Données générales :






Unités : quelques applications

1. Le bulletin météo annonce une pression atmosphérique de 1005hPa. Exprimez cette pression en Pa, en bar, en mbar et en mm de mercure.
(on prendra )

2. Chez un individu en bonne santé, la pression artérielle systolique est inférieure à 185mbar, et la pression artérielle diastolique est inférieure à 118mbar. Exprimez les pressions systoliques et diastoliques en cm Hg.


L'Ascenseur

Votre pression artérielle moyenne (surpression par rapport à la pression atmosphérique est de 100mm Hg au niveau du coeur.

1. Quelle est la pression artérielle au niveau de vos pieds ? et au niveau du cerveau ?

2. Vous prenez l'ascenseur pour vous rendre du rez-de-chaussée au 5ème étage. L'ascenseur démarre brutalement, et vous subissez une accélération de 2g. Quelle est maintenant la pression artérielle au niveau de vos pieds ? et au niveau du cerveau ? Qu'en concluez-vous ?

3. À l'approche du 5ème étage, l'ascenseur ralentit, et vous subissez une décélération de 1,5g. Quelle est maintenant la pression artérielle au niveau de votre tête ? et dans les pieds ?


Données pour l'ascenseur :

Distance de la tête au coeur : 0,4m
Distance du coeur aux pieds : 1,4m

Les aventures d'Archimède

Hiéron, tyran de Syracuse (270-215 av. JC) s'était fait fabriquer une couronne de lauriers en or massif. Soupçonnant l'orfèvre d'avoir utilisé un alliage d'or et d'argent au lieu d'or pur, il confia la couronne à Archimède pour qu'il confirme ses soupçons. Archimède pesa la couronne dans l'air (2kg) et immergée dans l'eau (masse apparente 1875g). Que pouvez-vous conclure sur l'honnêteté de l'orfèvre de Hiéron ?

Données pour Archimède :



Plongée sous-marine

1. Un nageur de 75kg possède un volume corporel de 74 L lorsqu'il expire, et son volume augmente de 3 L lorsqu'il inspire. Flotte-t-il lorsqu'il a expiré ? Et lorsque ses poumons sont pleins ?

2. Le même nageur s'équipe pour la plongée sous-marine. Il porte désormais un gilet et une combinaison néoprène de 8 L (2kg) et une bouteille acier de 15 L (17kg). Flotte-t-il ? Il est d'usage de se lester de manière à pouvoir équilibrer la poussée d'Archimède lorsqu'on se trouve complètement immergé, à proximité de la surface, en ayant expiré. Combien de lests de 500g de plomb le plongeur doit-il fixer à sa ceinture (on négligera le volume des lests) ?

3. Ce plongeur prévoir d'effectuer une plongée à 40m de profondeur. Quelle pression ressentira-t-il ? Exprimez cette pression en bars, en atmosphères () et en Pa. À quelle profondeur ressentira-t-il une pression de 3 atmosphères ?

4. À 40m de profondeur, la pression écrase la combinaison dont le volume est réduit à 5L. Le plongeur est-il toujours à l'équilibre ? Si ce n'est pas le cas, il peut gonfler son gilet de stabilisation avec de l'air de sa bouteille. Quel volume d'air le gilet doit-il contenir pour équilibrer le plongeur (en expiration) ?