Physique 5ᵉ
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Pression dans les fluides
Notion de pression, pression atmosphérique, pression dans un liquide
Approfondissement Ce chapitre va au-delà du programme officiel de 5ᵉ : utile pour aller plus loin ou anticiper.
À propos de cette page
Ces problèmes corrigés sur « Pression dans les fluides » en cinquième permettent d'appliquer le cours à des situations concrètes en physique. Ils suivent le programme officiel de cinquième et se résolvent étape par étape. Au programme : Qu'est-ce qu'un fluide ?, La pression : une force répartie sur une surface, La relation p = F ÷ S et ses unités, La pression atmosphérique. Cherche au brouillon, saisis ta réponse puis clique sur « Vérifier » pour te corriger. Idéal pour développer le raisonnement, la rigueur et la confiance avant une évaluation. Problèmes gratuits proposés par un professeur particulier à Marseille pour progresser en physique en cinquième.
Résous chaque problème, écris ta réponse puis clique sur « Vérifier ». Pose tes calculs au brouillon.
Facile
Pb. 1Une caisse posée à plat sur le sol exerce une force pressante de 320 N sur une surface de 0,80 m².
Calcule la pression exercée sur le sol, en pascals.
320 ÷ 0,80 = 400 Pa.Exprime cette pression en hectopascals.
400 ÷ 100 = 4 hPa.On pose la même caisse sur la tranche : la surface d'appui n'est plus que de 0,20 m². Nouvelle pression, en Pa :
320 ÷ 0,20 = 1 600 Pa.Par quel nombre la pression a-t-elle été multipliée en passant de la position à plat à la position sur la tranche ?
1 600 ÷ 400 = 4. La force pressante reste 320 N (c'est la même caisse) : seule la surface d'appui change, elle est divisée par 4 (0,80 ÷ 0,20 = 4), donc la pression est multipliée par 4.Voir le corrigé
- 400 — 320 ÷ 0,80 = 400 Pa.
- 4 — 400 ÷ 100 = 4 hPa.
- 1600 — 320 ÷ 0,20 = 1 600 Pa.
- 4 — 1 600 ÷ 400 = 4. La force pressante reste 320 N (c'est la même caisse) : seule la surface d'appui change, elle est divisée par 4 (0,80 ÷ 0,20 = 4), donc la pression est multipliée par 4.
Pb. 2Un baromètre de station météo affiche 1 018 hPa un matin, puis 994 hPa deux jours plus tard.
Exprime 1 018 hPa en pascals.
1 hPa = 100 Pa.De combien d'hectopascals la pression a-t-elle baissé ?
1 018 − 994 = 24 hPa.Exprime 994 hPa en bars.
1 bar = 1 000 hPa, donc 994 ÷ 1 000 = 0,994 bar : une valeur très proche de 1 bar.Ce baromètre est-il monté en altitude entre les deux mesures ? Justifie.
Rien ne permet de l'affirmer : la pression atmosphérique varie aussi avec la météo au même endroit. Une baisse de 24 hPa est typique de l'arrivée d'une perturbation.Altitude et météo font toutes deux varier la pression.Voir le corrigé
- 101800 — 1 hPa = 100 Pa.
- 24 — 1 018 − 994 = 24 hPa.
- 0,994 — 1 bar = 1 000 hPa, donc 994 ÷ 1 000 = 0,994 bar : une valeur très proche de 1 bar.
- Réponse libre — exemple : Rien ne permet de l'affirmer : la pression atmosphérique varie aussi avec la météo au même endroit. Une baisse de 24 hPa est typique de l'arrivée d'une perturbation. — Altitude et météo font toutes deux varier la pression.
Moyen
Pb. 3Un skieur de masse 72 kg chausse deux skis de 0,14 m² chacun. On prend g = 9,8 N/kg.
Calcule le poids du skieur, en newtons.
72 × 9,8 = 705,6 N.Calcule la surface totale d'appui des deux skis, en m².
2 × 0,14 = 0,28 m².Calcule la pression exercée sur la neige, en pascals.
705,6 ÷ 0,28 = 2 520 Pa.Sans skis, ses chaussures ne couvrent que 0,042 m². Calcule la nouvelle pression, puis conclus sur l'intérêt des skis.
p = 705,6 ÷ 0,042 = 16 800 Pa, soit environ 6,7 fois plus. Les skis répartissent le poids sur une grande surface, ce qui réduit fortement la pression et empêche le skieur de s'enfoncer.Même poids, surfaces très différentes.Voir le corrigé
- 705,6 — 72 × 9,8 = 705,6 N.
- 0,28 — 2 × 0,14 = 0,28 m².
- 2520 — 705,6 ÷ 0,28 = 2 520 Pa.
- Réponse libre — exemple : p = 705,6 ÷ 0,042 = 16 800 Pa, soit environ 6,7 fois plus. Les skis répartissent le poids sur une grande surface, ce qui réduit fortement la pression et empêche le skieur de s'enfoncer. — Même poids, surfaces très différentes.
Pb. 4Un plongeur descend dans un lac. Il subit la pression atmosphérique (1 bar) à la surface, et la pression augmente d'environ 1 bar tous les 10 m.
Quelle pression totale subit-il à 10 m de profondeur ? bar
1 bar (atmosphère) + 1 bar (10 m d'eau).Et à 25 m de profondeur ? bar
1 + 2,5 = 3,5 bar.Exprime cette dernière valeur en pascals.
3,5 × 100 000 = 350 000 Pa.À quelle profondeur la pression totale atteint-elle 4,2 bar ? m
4,2 − 1 = 3,2 bar dus à l'eau, soit 3,2 × 10 = 32 m.Voir le corrigé
- 2 — 1 bar (atmosphère) + 1 bar (10 m d'eau).
- 3,5 — 1 + 2,5 = 3,5 bar.
- 350000 — 3,5 × 100 000 = 350 000 Pa.
- 32 — 4,2 − 1 = 3,2 bar dus à l'eau, soit 3,2 × 10 = 32 m.
Difficile
Pb. 5Une presse de laboratoire applique une force de 1 500 N sur un échantillon carré de 5,0 cm de côté.
Calcule la surface de l'échantillon, en cm².
5,0 × 5,0 = 25 cm².Convertis cette surface en mètres carrés.
25 × 10⁻⁴ = 0,0025 m².Calcule la pression exercée, en pascals.
1 500 ÷ 0,0025 = 600 000 Pa.Un élève divise directement la force par la surface exprimée en cm², sans la convertir, et donne son résultat en Pa. Explique pourquoi ce raisonnement est faux, et de quel facteur il se trompe.
Il trouve 1 500 ÷ 25 = 60 « Pa » en utilisant la surface en cm² au lieu de m². Comme 1 cm² = 10⁻⁴ m², il se trompe d'un facteur 10 000 : la pression réelle est de 600 000 Pa et non 60 Pa.La conversion de la surface est l'étape la plus décisive du calcul.Voir le corrigé
- 25 — 5,0 × 5,0 = 25 cm².
- 0,0025 — 25 × 10⁻⁴ = 0,0025 m².
- 600000 — 1 500 ÷ 0,0025 = 600 000 Pa.
- Réponse libre — exemple : Il trouve 1 500 ÷ 25 = 60 « Pa » en utilisant la surface en cm² au lieu de m². Comme 1 cm² = 10⁻⁴ m², il se trompe d'un facteur 10 000 : la pression réelle est de 600 000 Pa et non 60 Pa. — La conversion de la surface est l'étape la plus décisive du calcul.
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