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Niveau seconde
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Correction d'un devoir de physique.

Posté par
Annaelle
07-12-11 à 05:02

Salut tout le monde j'aimerai qu'on regarde si mes reponses sont bonnes ou pas s'il vous plait.

Un plongeur en apnée se trouve dans la mer de telle manière à ce que son tympan T soit
situé à une profondeur h par rapport à la surface de la mer.
Données : masse volumique de l'eau de mer  =1,03.103kg.m−3 ;g = 9,81N.kg−1 ; pression
atmosphérique : Patm =1,01bar ;h =10,0m .


1 Donner le nom et le symbole de l'unité de pression dans le système international.
2 Quel est le nom de l'appareil mesurant les pressions ?
3 Rappeler l'expression de la pression P exercée par une force pressante de valeur F sur
une surface pressée d'aire S.
Indiquer les unités du système international SI dans lesquelles s'expriment les grandeurs
de la relation précédente.
4 a) Exprimer et calculer la différence de pression PT − PMentre le tympan T et un point M
de la surface de la mer supposée au repos.
b) Déduire de la question précédente la pression PT qui s'exerce sur le tympan du plongeur.
c) Exprimer et calculer la force pressante F qui s'exerce sur le tympan de surface
S = 0,5cm2.
5 Rappeler la loi de Boyle-Mariotte.
Comment varie le volume d'air contenu dans les oreilles lorsque le plongeur remonte à la
surface de l'eau à température constante ?


Mes réponses :

1) pascal (symbol Pa)
2) Manomètre
3)Une force répartie--- F exerce,perpendiculairement à une surface plane S, une pression exprimée par la relation p= F /s.
4a)
pT - pM = . g. h = 1030 × 9,8 × 10 = 1,01.10^5 Pa


b)
pT = . g. h + pM = 1,01.10^5 + 1,01.10^5 == 2,02.10^5 Pa


c)
P=F/S donc F = P × S = 2,02.10^5 × 0,5.10^-4

= 10,1 = 10 N

Merci d'avance j'espere avoir de l'aide

Posté par
Annaelle
re : Correction d'un devoir de physique. 07-12-11 à 10:17

Aider moi s'il vous plait

Posté par
Coll Moderateur
re : Correction d'un devoir de physique. 07-12-11 à 12:38

Bonjour,

Il manque des caractères, aussi bien dans l'énoncé que dans les réponses.
_________

Questions 1, 2 et 3a : oui

Question 3b : quelles sont les unités du système international d'unités à utiliser avec la relation P = F / S ?

Questions 4a, 4b et 4c : oui

Quelles réponses proposes-tu pour la question 5 ?

Posté par
prbebo
Correction d'un devoir de physique. 07-12-11 à 13:04

Bonjour Annaelle,

tes reponsees sont correctes jusqu'a la question 4c. Ensuite, tu es tombee dans un piege classique : le tympan a deux faces... celle qui est en contact avec la mer est soumise a la force Fext = Pext.S, avec Pext = 2,02.105 Pa, et l'autre soumise a la force interne Fint = Pint.S, ou Pint est la pression interne du corps humain. Cette pression Pint est egale a la pression atmospherique (c'est pour ca que notre corps n'implose pas lorsqu'il est soumis a la pression atmospherique au sol, qui equivaut a une masse de 1 kg pour chaque cm2 de surface de peau !).
Regarde le schema ci-dessous : les forces Fext et Fint sont opposees, donc la resultante est F = Fext - Fint = S.(Pext - Pint), elle est dirigee bien sur dans le meme sens que la force la plus elevee, soit Fext.
La difference des pressions, tu l'as deja calculee a la question 4a : 1,01.105 Pa. La force qui s'exerce sur le tympan vaut donc F = 1,01.105 x 0,5.10-4 = 5,05 N (soit l'equivalent d'une masse de 500 g posee sur le tympan). Sous l'action de cette force, le volume d'air contenu dans l'oreille interne diminue.

Tu n'as pas fait la question 5 ? La loi de boyle-Mariotte est la suivante : a temperature constante, le produit de la pression par le volume reste constant. Si la pression diminue. le volume d'air contenu dans l'oreille interne va augmenter.

Si tu as des questions, n'hesite pas a poster.

Prbebo.

Correction d\'un devoir de physique.

Posté par
Annaelle
re : Correction d'un devoir de physique. 07-12-11 à 13:32

salut  prbebo, bin offet j'ai refait le calcule qui me donne sa :



•1► le pascal [Pa] vaut 1 N/m²
•2► un manomètre, un baromètre, un capteur de pression
•3► p = F/S, mais seulement si F est normale à S
p [Pa] = F [N]/S [m²] : la surface s'exprime en mètres carrés et la force en newtons
•4.a► Δp = ρ.g. Δz
ρ = 1000 kg/m³ pour de l'eau pure
ρ = 1030 kg/m³ pour de l'eau pde mer
g = 9,81 N/kg
Δz : différence de cotes [m]
•4.b►pT = p○ + Δp
p○ = 101325 Pa : pression atmosphérique normale

→ eau de mer à 10 m :
Δp = 1030*9,81*10 = 101043 Pa ≃ 1 bar
pT = 1030*9,81*10 + 101325 = 202368 Pa ≃ 2 bar
•4.c► F = p.S = 202368*0,5/100^2 = 10,1 N
•5► La loi de Boyle-Mariotte est la loi des gaz parfaits [p.V = n.R.T] dans le cas particulier où la température est constante, ce qui réduit l'équation à ‘p.V = cste'.
Quand le plongeur remonte, la pression diminue, donc le volume augmente. La pression se divisant sensiblement par deux, cela implique que le volume double.

Mais je sais plu  maintenant les quels des 2 sont bon maintenant je deviens folle

Posté par
prbebo
Correction d'un devoir de physique. 07-12-11 à 14:23

Bonjour Coll !

je viens juste de voir que tu es intervenu juste avant mon post... je suis un peu embete a propos de la question 4c, car telle qu'elle est posee moi je la comprends comme la resultante des forces s'exercant de chaque cote du tympan. D'ou mon schema et mon explication donnee ci-dessus. Pour Annaelle : tu as raison, la force pressante due a la pression de l'eau vaut bien 10,1 N. Mais ce n'est pas la force qui s'exerce sur le tympan, car elle est partiellement compensee par la force pressante due a la pression existant dans l'oreille interne, que j'ai appelee Fint. Pour moi il y a une ambiguite dans l'enonce, mais peut-etre qu'au niveau seconde il ne faut pas  chercher trop loin, et que la reponse attendue est celle qu'a donnee Annaelle. Qu'en penses-tu ?
Pour la question 5 on n'attend qu'une reponse qualitative : il suffit de dire que si la pression diminue le volume d'air de l'oreille interne augmente. Mais on ne peut aller plus loin, car le volume de l'oreille interne n'est pas libre de doubler ou de tripler, heureusement ! Il faut tenir compte de l'elasticite du tympan.

Annaelle, je pense que si tu reponds ceci :
"•4.c► F = p.S = 202368*0,5/100^2 = 10,1 N
•5► La loi de Boyle-Mariotte est la loi des gaz parfaits [p.V = n.R.T] dans le cas particulier où la température est constante, ce qui réduit l'équation à ‘p.V = cste'.
Quand le plongeur remonte, la pression diminue, donc le volume augmente."
Ca devrait suffire.

A bientot, prbebo.

Posté par
Annaelle
re : Correction d'un devoir de physique. 07-12-11 à 14:57

qui veut dire les reponse que j'ai donner au debut, celel que je vien de metre est correct ? car  emme on fait le emem calcul on aura 10N en dernier, rasurer moi avant de envoyier mon devoir s'il vous plait

Posté par
prbebo
Correction d'un devoir de physique. 07-12-11 à 15:15

Annaelle, il me semble que c'est tres clairement ce que j'ai dit dans mon post precedent, avec toutefois un peu moins de fautes d'orthographe. Je pense que la reponse que ton professeur attend est celle que tu as trouvee, cad F = 10,1 N. J'ai simplement fait remarquer que de l'autre  cote du tympan il y a aussi une force qui compense partiellement (pour moitie) cette force de 10,1 N.

Prbebo.

Posté par
Annaelle
re : Correction d'un devoir de physique. 07-12-11 à 15:24

ok merci les 2 ,mais j'ai un autre devoir esque tu pourra m'aider? je sais qu'on peu pas mettre 2 devoirs sur une seul,alors je vais le mettre apart, apres essaye de regarder si mes reponses  sont bonnes

Posté par
Annaelle
re : Correction d'un devoir de physique. 07-12-11 à 15:33

le titre du devoir que j'ai mis est '' Extraction de la caféine '' je bloque vraiment desus, essaye de regarder si tu peut m'aider

Posté par
Coll Moderateur
re : Correction d'un devoir de physique. 07-12-11 à 16:04

Bonjour prbebo !

Je découvre tes messages (et les réponses d'Annaelle).
Merci de ton intervention.
Je ne sais pas quoi penser ; je suis d'accord que l'énoncé est ambigu. J'ai effectivement considéré la force pressante due à l'eau.

Annaelle : une méthode consiste pour toi à bien préciser ce que signifie ta réponse.
La force pressante due à l'eau vaut environ 10 N

Pour éviter la douleur ou un accident au tympan le plongeur doit augmenter la pression de son oreille interne en y insufflant de l'air (manœuvre de Valsalva) et ainsi, en équilibrant les pressions de part et d'autre de son tympan, annuler la force résultante.

Posté par
prbebo
Correction d'un devoir de physique. 07-12-11 à 19:29

rebonjour tous les deux,

je suis d'accord avec Coll : Annaelle, a la question 4c tu reponds 10,1 N mais en precisant bien que cette force est due a la pression de l'eau sur la face externe du tympan.
Pour eviter un accident du tympan, Coll a raison : il faut equilibrer les pressions de chaque cote de celui-ci. Dans l'eau la manoeuvre dite de valsalva permet cette operation ; dans les avions en phase d'atterrissage, meme avec la pressurisation il y a une variation legere de pression dans la cabine. Il faut alors avaler sa salive : c'est pourquoi les hotesses de l'air distribuent alors des bonbons, pour forcer les passagers a saliver et a deglutir.

Bonne continuation et a bientot.

B.B.



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