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pression

Posté par marlouyemxr9 (invité) 03-08-05 à 13:22

Bonjour à tous, j'ai qques problèmes à résoudre mon exo de physique, qqun peut -il m'aider? d'avance...merci!

Un maçon construit un mur de briques. Toutes les briques sont identiques, hautes de 15 cm et de masse volumique égale à 2,5 g/cm3.
Entre chaque couche de briques, le maçon étale une couche de mortier dont l'épaisseur est de 1,5 cm et la masse volumique 1,5g/cm3. Sachant que le sol sur lequel repose le mur ne supportera pas une pression excédant 0,5 MPa, quelle devra être la hauteur maximale du mur?

merci, marlouyemxr9

Posté par
1 Schumi 1
re : pression 03-08-05 à 13:31

Bonjour,
Où est tu déjà arrivé?

Posté par marlouyemxr9 (invité)re : pression 03-08-05 à 14:05

voila :
p= F/S

p = 0,5 x 103

0,5 x 103= 9,81 ( 2,5.103 x 0,15 x S + 1,5.103 x 0,015 x S)(le tout divisé par S)

mais j'arrive à qqchose comme : 100S = 0 !!!....

Posté par marlouyemxr9 (invité)re : pression 03-08-05 à 14:06

j'ai oublié de mettre les exposant....

voila :
p= F/S

p = 0,5 x 103

0,5 x 103= 9,81 ( 2,5.103 x 0,15 x S + 1,5.103 x 0,015 x S)(le tout divisé par S)

mais j'arrive à qqchose comme : 100S = 0 !!!....

Posté par
Nicolas_75
re : pression 03-08-05 à 14:15

Les S disparaissent, non ?
De plus, je crois que tu as oublié de faire apparaître le nombre n de rangées de briques.

Nicolas

Posté par
Nicolas_75
re : pression 03-08-05 à 14:27

Bonjour,

Tu peux faire un peu plus de calcul littéral, et ne remplacer par les grandeurs numériques qu'à la fin.

Soient :
p_{max} la pression maximale autorisée
p la pression réelle
n le nombre de rangées de briques
h_b et \rho_b la hauteur d'une rangée de brique, et sa masse volumique
h_m et \rho_m la hauteur d'une couche de mortier, et sa masse volumique

On veut
p \le p_{max}
g(nh_b\rho_b+(n-1)h_m\rho_m) \le p_{max}
n(h_b\rho_b+h_m\rho_m)-h_m\rho_m \le p_{max}/g
n\le \frac{p_{max}/g+h_m\rho_m}{h_b\rho_b+h_m\rho_m}
Là on remplace par les grandeurs numériques,
et on en déduit n_{max}
Puis h_{max}= n_{max}h_b+(n_{max}-1)h_m

Cette façon de faire permet d'aller beaucoup plus vite si les données de départ changent ensuite.

Nicolas

Posté par marlouyemxr9 (invité)re : pression 03-08-05 à 14:49

Juuuuste! je n'avais pas pris en compte les rangées. J'y vois bien plus claire maintenant!
encore merci

Posté par papou_28 (invité)réponse 03-08-05 à 15:24

tout d'abord plusieurs questions :
0,5 MPa est il égal à 0,5 x 10^6 ???
quand tu écris p = F/S quelles sont les unités de p de F et de S ? moi je pense que p est en pascal, F en newton et S en m²

Bon sinon j'ai fait ceci :
soit n au nombre de briques
soit S la surface de labase d'une brique.
soit g la gravité 9,81
Le poids d'une brique est égale à 15 x (S x 10 ^-4) x 2,5 x 10^3 = 3,75 x S.

remarque :  - S x 10^-4 correspond à la surface en m²
            - on multiplie par 10 ^3 car on convertit la masse en Kg

Le poids de la couche de mortier est égale à 1,5 x (S x 10 ^-4) x 1,5 x 10 ^3 = 0,15 x S

Si on suppose (je ne travaille pas dans le batiment) que l'on mets du mortier au sol et pas tout en haut

cela fait pour la masse totale du mur :
(3,75 x S +  0,15 x S) x n = 3,9 x S x n

pour la force exprimée en newton cela fait
3,9 x S x n x g

p = F / S.

pour la pression exercée :
3,9 x n x g

Ainsi on cherche n pour 0,3 MPa soit 0,3 x 10^6
0,3 x 10^6 = 3,9 x n x g
soit n = (0,3 x 10^6) / (3,9 x g)
n = 7841,2922
Comme n est un entier n = 7841

Attention : il y a peu être des erreurs au niveau des unités .....


Posté par
Nicolas_75
re : pression 03-08-05 à 15:31


Quelques réactions, en gras :

"soit g la gravité 9,81 m/s^2
Le poids d'une brique est égale à 15 x (S x 10 ^-4) x 2,5 x 10^3 = 3,75 x S.
[je pense que tu confonds poids et masse, et il manque une unité à la fin]
Si on suppose (je ne travaille pas dans le batiment) que l'on mets du mortier au sol et pas tout en haut
[cela me semble contradictoire avec l'énoncé : "Entre chaque couche de briques, le maçon étale une couche de mortier "]"

C'est pour ne pas faire d'erreur avec les unités que je propose de faire des calculs littéraux, et de substituer par les valeurs numériques uniquement à la fin : c'est plus facile.

Nicolas

Posté par
Nicolas_75
re : pression 03-08-05 à 15:37

7841 rangées de briques : cela fait beaucoup ! (trop ?)

Posté par
Nicolas_75
re : pression 03-08-05 à 15:54

... sauf erreur, cela fait un mur de 1,3 km de haut. D'en haut, la vue doit être belle ! Sans plaisanter, en physique, il est vital de jeter un oeil critique sur ses résultats numériques, pour vérifier leur ordre de grandeur.

Posté par
J-P
re : pression 03-08-05 à 16:32

avec m la masse (d'une brique + 1 joint):
Avec S (en m²) la section horizontale d'une brique

m = S*0,15*2500 + S*0,015*1500 = 397,5.S kg

Masse de n ensembles de 1 brique + 1 joint = 397,5.n kg
poids de n ensembles de 1 brique + 1 joint = 397,5.S.n.g N

Pression au niveau du sol pour un mur de n briques et n joint de hauteur:
P = [397,5.S.n.g]/S
P = 397,5.n.g Pa  (avec g = 9,81 m/s²)
P = 3900.n Pa

Si P=0,5.10^6 Pa -->

0,5.10^6 = 3900.n

n = 128,22

La hauteur du mur est alors de  128,22 * 0,175 = 22,44 m
-----
Sauf distraction.  

Posté par
Nicolas_75
re : pression 03-08-05 à 16:44

Ou bien, avec mes notations ci-dessus,
p_{max} = 0,5 MPa = 500 000 N/m^2
g = 9,81 m/s^2 = 9,81 N/kg
\frac{p_{max}}{g} = \frac{500000}{9,81} kg/m^2 = \frac{50}{9,81} kg/cm^2 = \frac{50000}{9,81} g/cm^2

Donc, en exprimant tout en g, cm, cm^2 et cm^3 :
n \le \frac{\frac{50000}{9.81}+1.5*1.5}{15*2.5+1.5*1.5} \approx 128,3

Le nombre maximal de rangées de briques est 128.

Nicolas

Posté par
1 Schumi 1
re : pression 04-08-05 à 13:03

papou_28==>

Je confirme ya des erreurs parce que ton truc signifie que le mur peut atteindre une hauteur h de :

h = 7841 \times 15 + 7840 \times 1,5 = 129375 cm.
Soit une hauteur pratiquement égale à 4 fois la Tour Eiffel.


Ayoub.

Posté par marlouyemxr9 (invité)re : pression 04-08-05 à 20:37

merci les gars! vous m'avez été d'une grande aide! merci, biz



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