Exercices de Physique 1 Fiche Exercices (corrigés) Mariotte - Archimède- Niveau 4 Exercice 1 : Un plongeur, utilisant un bloc de 15 litres gonflé à 200 b, a un poids apparent nul à 3 mètres. Quel lestage doit-il prévoir pour avoir à nouveau un poids apparent nul à 3 mètres après une plongée de 20 minutes à 40 mètres ?(Sachant que le poids de l'air est : 1,23 g/litre ; et que le plongeur consomme 20 litres/minute à la surface). Quelle est la pression dans le bloc au palier ? * (15 x 200) = 3000 l * 20 ‘ x 20 l/' x 5 bars = 2000 l * 1,23g x 2000 = 2,46kg * 3000 - 2000 = 1000 l * 1000 l / 15 = 66,67 bars Exercice 2 : Un plongeur consomme 18l d’air par minute . a) quel volume d’air consomme-t-il pendant 20minutes à 30m ? b) Quelle est sa variation de poids apparent due uniquement à la consommation d’air pendant ces 20minutes ? Poids de l’air : 1.3g/litre
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Exercices de Physique
1
Fiche Exercices
(corrigés) Mariotte - Archimède- Niveau 4
Exercice 1 :
Un plongeur, utilisant un bloc de 15 litres gonflé à 200 b, a un poids apparent nul
à 3 mètres.
Quel lestage doit-il prévoir pour avoir à nouveau un poids apparent nul à 3 mètres
après une plongée de 20 minutes à 40 mètres ?(Sachant que le poids de l'air
est : 1,23 g/litre ; et que le plongeur consomme 20 litres/minute à la surface).
Quelle est la pression dans le bloc au palier ?
* (15 x 200) = 3000 l
* 20 ‘ x 20 l/' x 5 bars = 2000 l
* 1,23g x 2000 = 2,46kg
* 3000 - 2000 = 1000 l
*
1000 l / 15 = 66,67 bars
Exercice 2 :
Un plongeur consomme 18l d’air par minute .
a) quel volume d’air consomme-t-il pendant 20minutes à 30m ?
b) Quelle est sa variation de poids apparent due uniquement à la consommation
d’air pendant ces 20minutes ?
Poids de l’air : 1.3g/litre
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a) 20’ à 30m concomme 18x20 = 360 à Pabs =4b
En surface consomme 360 x 4 = 1440 l
b) Variation de poids : 1440 x 1.3 = 1872g = 1.8 kg
Exercice 3 :
1 plongeur ayant 1 poids apparent nul à 3m en mer avec 1 lestage de 5kg et
déplacant 1 volume de 100 l doit plonger en lac.
Quel devra être son nouveau lestage pour avoir un poids apparent nul à 3m ?
Eau mer : densité : 1.03
Eau douce (lac) densité : 1
P Archi = poids du volume d’eau déplacé
En mer, Poussée archimède = 100 x 1.03 =10. kg
En lac, Poussée archimède = 100 x 1 = 100 kg
On elève 3 kg pour maintenir la flottabilité neutre
Donc lestage lac = 2 kg
Exercice 4 : 3 PTS
Un objet indéformable possède un volume de 8,2 dm 3.
Son poids réel est égal à 8 300 g.
a) quel est son poids apparent dans l’eau douce et que fait-il ?
b) quel est son poids apparent dans l’eau de mer ?
densité de l’eau douce = 1
densité de l’eau de mer = 1,03
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Réponse :
1) Papp = Préel – Parch
= Préel – (V*d)
= 8,3 – (8,2*1)
= 0,1Kg donc il coule
2) Papp = 8,3 – (8,2*1,03) = 0,146 Kg donc il flotte
Exercice 5 : 4 PTS
On dispose de 2 tampons d’un volume de 100 litres chacun et les 2 tampons sont
gonflés à 200 b.
A l’aide du premier tampon on charge jusqu’à équilibre des pressions 5 blocs de
plongée de 10 litres dans lequel il y a une pression résiduelle de 40 b.
A l’aide du deuxième tampon, on finit de gonfler les 5 blocs jusqu’à ce que l’on
atteigne la pression de gonflage des blocs de plongée à 180b.
Quelle est la pression finale dans le deuxième tampon.
Réponse :
1)
(P1*V1)+(P2*V2) = P3*V3
(200*100)+[(40*(5*10)] = P3
[(100+(5*10)]
P3=146,6 b. Pression dans les 5 blocs de 10 litres et dans le premier tampon.
2)
(200*100)-[(33,4*(5*10)] = P3
100
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P3=183,3b.
Les 5 blocs de plongée de 10 litres sont gonflés à 180 b et il reste 183,3 b dans le
deuxième tampon.
Exercice 6 : 4 Points
En Mer Rouge, il fait chaud. Après avoir été gonflé, votre bloc de 15 litres est stocké en
plein soleil. Il est alors à une température de 57° Celsius. Sa pression mesurée est de
200 bars.
Vous allez plonger avec votre palanquée dans une eau à 23° C et vous consommez 20
l/mn en surface. Le temps de descente à la profondeur d’évolution sera négligé.
a) Quelle sera votre autonomie sur une profondeur de 35 m avant d’atteindre une
pression de 70 bars ?
b) Vous remontez au bout de ce temps de 35 m à 20 m. Sur cette remontée, vous
consommez 90 litres, et à 20 m, vous avez l’heureuse surprise de voir une raie
aigle que vous suivez sur 4 mn. Mais votre consommation passe alors à 80 l/mn
en surface.
Que se passe-t-il ?
Réponse :
P1/T1 = P2/T2 d’où P2 = P1 x T2
T1
a) P2 = 200 x (23+273) = (200 x 296)/330 = 179,39b
(57 + 273)
179-70 = 109b ; 109 x 15 =1625litres
1625/ (20 x 4,5) = 18,16 soit 18 minutes et 9secondes donc 18 mn
b) 70b x 15 litres = 1050 litres
1050 – 90 = 960 litres
4minutes à 80l/mn donne 320litres x 3 = 960 litres
Donc pas assez d’air panne d’air avant les 4 minutes
Exercice 7 : 4 Points
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Vous devez regonfler sur le bateau deux blocs de 15 litres. Pour cela, vous disposez de
trois blocs pleins de 12 litres à 200 bars et une lyre.
Dans le bloc A de 15 litres, il reste 100 bars.
Dans le bloc B de 15 litres, il reste 80 bars.
Comment procédez-vous pour obtenir en P finale dans les deux blocs une pression