Quiz: Physique : énergies et électrostatique — 55 perguntas

1. Quelle expression définit la quantité de mouvement d’un corps de masse m se déplaçant à la vitesse vectorielle v ?

A. \(\vec p=\frac{m}{\vec v}\)

B. \(\vec p=\frac12m\vec v^{\,2}\)

C. \(\vec p=m\vec v\)

D. \(\vec p=m\vec a\)

Answer: (C)

Explicação

La quantité de mouvement est le vecteur \(\vec p=m\vec v\), exprimé en kg·m·s⁻¹. Elle est vectorielle, contrairement à l’énergie cinétique qui est scalaire.

2. Dans un référentiel galiléen, quelle relation décrit la deuxième loi de Newton pour une masse constante ?

A. \(\sum\vec F_{\mathrm{ext}}=m\vec v\)

B. \(\sum\vec F_{\mathrm{ext}}=m\vec a\)

C. \(\sum\vec F_{\mathrm{ext}}=\frac{\vec a}{m}\)

D. \(\sum\vec F_{\mathrm{ext}}=\frac12m\vec v^{\,2}\)

Answer: (B)

Explicação

Pour une masse constante, la relation générale \(\sum\vec F_{\mathrm{ext}}=d\vec p/dt\) devient \(\sum\vec F_{\mathrm{ext}}=m\vec a\). La quantité de mouvement, elle, s’exprime avec la vitesse.

3. Un système isolé est soumis à une résultante des forces extérieures nulle. Quelle grandeur demeure constante ?

A. La vitesse de chaque constituant

B. La quantité de mouvement totale

C. La somme des énergies cinétiques uniquement

D. L’accélération de chaque constituant

Answer: (B)

Explicação

Lorsque la somme des forces extérieures est nulle, la quantité de mouvement du système isolé est constante. Les vitesses individuelles peuvent toutefois changer lors d’interactions internes.

4. Une force constante \(\vec F\) agit sur un objet qui se déplace de A vers B. Quelle expression donne son travail ?

A. \(W_{A\to B}=F\,AB\sin(\vec F,\overrightarrow{AB})\)

B. \(W_{A\to B}=F\,AB\cos(\vec F,\overrightarrow{AB})\)

C. \(W_{A\to B}=\frac{F}{AB}\cos(\vec F,\overrightarrow{AB})\)

D. \(W_{A\to B}=F\,AB\) quelle que soit la direction

Answer: (B)

Explicação

Le travail d’une force constante est le produit de sa norme par la distance parcourue et le cosinus de l’angle entre la force et le déplacement. Le travail est une grandeur scalaire.

5. Quel travail fournit une force perpendiculaire au déplacement de l’objet ?

A. Un travail résistant négatif

B. Un travail nul

C. Un travail égal au produit de la force par la distance

D. Un travail moteur positif

Answer: (B)

Explicação

Pour une force perpendiculaire au déplacement, l’angle vaut 90° et son cosinus est nul : le travail est donc nul. Une force de même sens que le déplacement aurait un travail moteur positif.

6. Quelle est l’énergie cinétique d’un corps de masse m se déplaçant à la vitesse v ?

A. \(E_c=mgv\)

B. \(E_c=\frac12ma^2\)

C. \(E_c=mv\)

D. \(E_c=\frac12mv^2\)

Answer: (D)

Explicação

L’énergie cinétique vaut \(E_c=\frac12mv^2\). Elle dépend de la masse et du carré de la vitesse, et non directement de l’accélération.

7. Un objet passe de A à B sous l’action de plusieurs forces extérieures. Quelle relation permet de déterminer la variation de son énergie cinétique ?

A. \(E_c(B)-E_c(A)=\sum \vec F_{\mathrm{ext}}\)

B. \(E_c(B)-E_c(A)=\sum W_{A\to B}(\vec F_{\mathrm{ext}})^2\)

C. \(E_c(B)+E_c(A)=\sum W_{A\to B}(\vec F_{\mathrm{ext}})\)

D. \(E_c(B)-E_c(A)=\sum W_{A\to B}(\vec F_{\mathrm{ext}})\)

Answer: (D)

Explicação

Le théorème de l’énergie cinétique affirme que la variation d’énergie cinétique est égale à la somme des travaux des forces extérieures. Il faut donc additionner les travaux, et non les forces vectorielles elles-mêmes.

8. Quelle propriété caractérise une force conservative ?

A. Son travail est toujours négatif

B. Son travail entre deux points ne dépend pas du chemin suivi

C. Son travail est toujours nul entre deux points

D. Son travail dépend de la longueur du chemin parcouru

Answer: (B)

Explicação

Une force conservative fournit entre A et B un travail indépendant du chemin suivi. Les frottements constituent au contraire un exemple de forces dont le travail dépend généralement du trajet.

9. Pour une force conservative, comment s’exprime le travail entre A et B en fonction de l’énergie potentielle ?

A. \(W_{A\to B}=E_p(A)-E_p(B)=-\Delta E_p\)

B. \(W_{A\to B}=E_p(A)+E_p(B)\)

C. \(W_{A\to B}=E_p(B)-E_p(A)=\Delta E_p\)

D. \(W_{A\to B}=\Delta E_p^2\)

Answer: (A)

Explicação

Le travail d’une force conservative est l’opposé de la variation d’énergie potentielle : \(W_{A\to B}=-\Delta E_p=E_p(A)-E_p(B)\). Une diminution de l’énergie potentielle correspond donc à un travail positif.

10. Un objet se trouve à l’altitude z dans un champ de pesanteur, avec un axe vertical orienté vers le haut et une origine d’énergie potentielle à z=0. Quelle est son énergie potentielle de pesanteur ?

A. \(E_p(z)=-mgz\)

B. \(E_p(z)=mgz\)

C. \(E_p(z)=mg/z\)

D. \(E_p(z)=\frac12mgz^2\)

Answer: (B)

Explicação

Avec ces conventions, l’énergie potentielle de pesanteur vaut \(E_p(z)=mgz\). Elle augmente donc avec l’altitude.

11. Quel type d’équilibre correspond à un minimum local d’énergie potentielle ?

A. Un équilibre stable

B. Un mouvement uniformément accéléré

C. Un équilibre nécessairement neutre

D. Un équilibre instable

Answer: (A)

Explicação

Un minimum d’énergie potentielle correspond à un équilibre stable : une petite perturbation tend à ramener le système vers cette position. Un maximum correspond à un équilibre instable.

12. Quelle expression définit l’énergie mécanique d’un système ?

A. La somme de l’énergie cinétique et des énergies potentielles conservatives

B. La différence entre l’énergie cinétique et l’énergie potentielle gravitationnelle

C. L’énergie potentielle du système indépendante de son mouvement

D. La somme des travaux des forces non conservatives et de l’énergie cinétique

Answer: (A)

Explicação

L’énergie mécanique est la somme de l’énergie cinétique et des énergies potentielles conservatives : \(E_m=E_c+E_p\). L’énergie potentielle seule ne décrit pas le mouvement du système.

13. Un système est soumis uniquement à des forces conservatives. Quelle grandeur reste constante au cours du mouvement ?

A. L’énergie cinétique dans toutes les situations

B. Le travail de chaque force à chaque instant

C. L’énergie mécanique

D. La puissance fournie par les forces conservatives

Answer: (C)

Explicação

Lorsque toutes les forces sont conservatives, l’énergie mécanique se conserve. L’énergie cinétique peut toutefois varier au profit ou au détriment de l’énergie potentielle.

14. Une force de frottement exerce un travail négatif sur un système. Quelle relation décrit la variation de son énergie mécanique ?

A. Elle est toujours nulle puisque le frottement est une force mécanique

B. Elle est égale à l’opposé du travail de la force de frottement

C. Elle est égale à l’énergie potentielle créée par le frottement

D. Elle est égale au travail négatif de la force de frottement

Answer: (D)

Explicação

En présence de forces non conservatives, \(\Delta E_m=W_{\mathrm{non\ conservative}}\). Un travail de frottement négatif entraîne donc une diminution de l’énergie mécanique.

15. Quelle expression donne la puissance instantanée d’une force agissant sur un objet de vitesse \(\vec v\) ?

A. \(P=\frac{\vec F}{\vec v}\)

B. \(P=\vec F\times\vec v\)

C. \(P=\vec F\cdot\vec r\)

D. \(P=\vec F\cdot\vec v\)

Answer: (D)

Explicação

La puissance instantanée vaut \(P=\frac{dW}{dt}=\frac{dE}{dt}\), et s’écrit pour une force et une vitesse quelconques \(P=\vec F\cdot\vec v\).

16. Comment varie la norme de la force électrostatique entre deux charges ponctuelles lorsque la distance qui les sépare augmente ?

A. Elle varie comme le carré de la distance

B. Elle varie comme l’inverse de la distance

C. Elle varie comme l’inverse du carré de la distance

D. Elle reste indépendante de la distance

Answer: (C)

Explicação

La loi de Coulomb contient le facteur \(1/r^2\), donc la force électrostatique varie comme l’inverse du carré de la distance. Le potentiel, lui, varie comme \(1/r\).

17. Plusieurs charges exercent des forces sur une charge test. Comment obtenir la force électrostatique totale ?

A. En multipliant les forces individuelles entre elles

B. En additionnant vectoriellement les forces individuelles

C. En additionnant uniquement les normes des forces individuelles

D. En additionnant algébriquement les potentiels associés

Answer: (B)

Explicação

La force électrostatique totale est la somme vectorielle des forces exercées par toutes les autres charges. L’addition algébrique concerne les potentiels, pas les forces.

18. Quelle est l’unité du champ électrostatique \(\vec E\) dans l’expression du champ créé par une charge ponctuelle ?

A. Le newton par mètre carré

B. Le volt par mètre

C. Le joule par coulomb carré

D. Le coulomb par mètre carré

Answer: (B)

Explicação

Le champ électrostatique créé par une charge ponctuelle vaut \(\vec E=k\frac{q}{r^2}\vec u\) et s’exprime en V·m⁻¹, c’est-à-dire en volts par mètre.

19. Dans quelle direction est orienté le champ électrostatique créé par une charge ponctuelle négative ?

A. Radialement vers la charge

B. Perpendiculairement à la direction reliant la charge au point

C. Radialement en s’éloignant de la charge

D. Dans une direction indépendante de la position du point

Answer: (A)

Explicação

Le champ d’une charge négative est radial rentrant : ses lignes de champ sont dirigées vers la charge. Pour une charge positive, le champ est radial sortant.

20. Comment modélise-t-on une distribution continue de charges pour calculer son champ ou son potentiel ?

A. En la décomposant en éléments infinitésimaux \(dq\) puis en sommant leurs contributions

B. En remplaçant toute la distribution par une charge située à son centre géométrique

C. En considérant que les contributions des différents éléments s’annulent toujours

D. En additionnant uniquement les densités de charge sans tenir compte de la position

Answer: (A)

Explicação

Une distribution continue est décomposée en éléments infinitésimaux \(dq\). Les champs et les potentiels élémentaires sont ensuite additionnés par superposition.

21. Quelle densité de charge décrit une charge répartie sur une surface ?

A. La densité électrique \(\eta=\frac{dq}{dt}\) en C·s⁻¹

B. La densité surfacique \(\sigma=\frac{dq}{ds}\) en C·m⁻²

C. La densité volumique \(\rho=\frac{dq}{dV}\) en C·m⁻³

D. La densité linéique \(\lambda=\frac{dq}{dl}\) en C·m⁻¹

Answer: (B)

Explicação

La densité surfacique est définie par \(\sigma=dq/ds\) et s’exprime en C·m⁻². La densité volumique concerne au contraire une charge répartie dans un volume.

22. Quelle description correspond à un condensateur plan ?

A. Un conducteur sphérique entouré d’un isolant d’épaisseur variable

B. Une seule armature plane placée dans le vide sans second conducteur

C. Deux conducteurs plans de surface \(S\), séparés par un isolant d’épaisseur \(e\)

D. Deux conducteurs linéaires séparés par un milieu conducteur

Answer: (C)

Explicação

Un condensateur plan est constitué de deux conducteurs plans, appelés armatures, de surface \(S\), séparés par un isolant d’épaisseur \(e\).

23. Dans un condensateur plan idéal, comment se répartit le champ électrostatique ?

A. Il augmente progressivement entre les armatures et reste constant à l’extérieur

B. Il est radial entre les armatures et nul près des bords

C. Il est nul entre les armatures et uniforme à l’extérieur

D. Il est uniforme entre les armatures et nul à l’extérieur

Answer: (D)

Explicação

Dans le modèle idéal, le champ électrostatique est uniforme dans l’espace séparant les armatures et nul à l’extérieur. Les effets de bord sont ainsi négligés.

24. Quelles caractéristiques définissent un dipôle électrostatique ?

A. Une charge unique entourée d’un champ uniforme

B. Deux charges égales et opposées séparées par une distance

C. Deux charges quelconques placées au même endroit

D. Deux charges égales de même signe séparées par une distance

Answer: (B)

Explicação

Un dipôle électrostatique est formé de deux charges opposées et égales en valeur absolue, séparées par une distance AB.

25. Quelle expression et quelle orientation caractérisent le moment dipolaire électrostatique ?

A. \(\vec p=q\overrightarrow{BA}\), orienté de la charge positive vers la charge négative

B. \(\vec p=F\overrightarrow{AB}\), orienté vers la charge négative

C. \(\vec p=q\overrightarrow{AB}\), orienté de la charge négative vers la charge positive

D. \(\vec p=q\overrightarrow{AB}\), orienté de la charge positive vers la charge négative

Answer: (C)

Explicação

Le moment dipolaire vaut \(\vec p=q\overrightarrow{AB}\) et est orienté de la charge négative vers la charge positive. Il s’exprime en C·m.

26. Quelle description correspond au modèle cinétique du gaz parfait ?

A. Des molécules ponctuelles, sans interaction potentielle, dont les collisions sont élastiques

B. Des molécules étendues, fortement attractives, dont les collisions dissipent l’énergie

C. Des molécules immobiles, sans collision, réparties dans un espace hétérogène

D. Des molécules ponctuelles, soumises à une énergie potentielle importante, dans un espace anisotrope

Answer: (A)

Explicação

Le modèle du gaz parfait suppose des molécules ponctuelles, aucune énergie potentielle d’interaction et des collisions élastiques dans un espace homogène et isotrope.

27. Dans un gaz parfait isotrope, quelle affirmation compare correctement la vitesse vectorielle moyenne et la moyenne du carré de la vitesse ?

A. La vitesse vectorielle moyenne est non nulle, tandis que la moyenne du carré de la vitesse est nulle

B. Les deux moyennes sont nulles, car les molécules se déplacent dans toutes les directions

C. Les deux moyennes sont égales et non nulles, car toutes les molécules ont la même vitesse

D. La vitesse vectorielle moyenne est nulle, tandis que la moyenne du carré de la vitesse est non nulle

Answer: (D)

Explicação

L’isotropie entraîne la compensation des directions, donc la vitesse vectorielle moyenne est nulle. En revanche, le carré des vitesses étant positif, sa moyenne est non nulle.

28. Un gaz parfait est porté à une température plus élevée sans modifier la masse molaire de ses molécules. Comment évolue sa vitesse quadratique moyenne ?

A. Elle diminue comme la racine carrée de la température absolue

B. Elle reste constante, car la masse molaire ne change pas

C. Elle augmente comme la racine carrée de la température absolue

D. Elle augmente proportionnellement à la température absolue

Answer: (C)

Explicação

La relation \(v_q=\sqrt{3RT/M}\) montre que, pour une masse molaire constante, la vitesse quadratique moyenne est proportionnelle à \(\sqrt{T}\).

29. Quelle relation donne l’énergie cinétique moyenne de translation d’une molécule de gaz parfait ?

A. \(\langle\varepsilon\rangle=\frac12 k_BT=\frac32 m v_q^2\)

B. \(\langle\varepsilon\rangle=3k_BT=m v_q^2\)

C. \(\langle\varepsilon\rangle=\frac32 k_BT=\frac12 m v_q^2\)

D. \(\langle\varepsilon\rangle=\frac32 k_BT= m v_q\)

Answer: (C)

Explicação

L’énergie cinétique moyenne de translation vérifie \(\langle\varepsilon\rangle=\frac32k_BT\), ce qui est égal à \(\frac12mv_q^2\).

30. Quelle définition de la pression et quelle unité SI sont correctes ?

A. La pression est une force tangentielle divisée par une longueur et s’exprime en mètres

B. La pression est une force normale divisée par une surface et s’exprime en pascals

C. La pression est une force normale multipliée par une surface et s’exprime en newtons

D. La pression est une énergie divisée par une surface et s’exprime en joules

Answer: (B)

Explicação

La pression est définie par \(P=F/S\), où la force est perpendiculaire à la paroi. Son unité SI est le pascal.

31. Un échantillon contient \(n\) moles de gaz parfait à la température \(T\), dans un volume \(V\). Quelle relation permet de déterminer sa pression ?

A. \(P/V=nRT=Nk_BT\)

B. \(P+V=nRT=Nk_BT\)

C. \(PV=\frac{nR}{T}=\frac{Nk_B}{T}\)

D. \(PV=nRT=Nk_BT\)

Answer: (D)

Explicação

L’équation d’état du gaz parfait est \(PV=nRT=Nk_BT\), reliant pression, volume, quantité de matière, température et nombre de molécules.

32. Quelle relation exprime la différentielle logarithmique de l’équation d’état d’un gaz parfait ?

A. \(\frac{dP}{P}+\frac{dV}{V}=dn+n\,dT\)

B. \(\frac{dP}{P}-\frac{dV}{V}=\frac{dn}{n}+\frac{dT}{T}\)

C. \(dP+dV=\frac{dn}{n}+\frac{dT}{T}\)

D. \(\frac{dP}{P}+\frac{dV}{V}=\frac{dn}{n}+\frac{dT}{T}\)

Answer: (D)

Explicação

En différentiant logarithmiquement \(PV=nRT\), on obtient \(dP/P+dV/V=dn/n+dT/T\).

33. Dans le modèle du gaz parfait, pourquoi l’énergie interne se réduit-elle à l’énergie cinétique moyenne des constituants ?

A. Parce que les interactions entre molécules fournissent toute l’énergie interne

B. Parce que les molécules sont toutes immobiles à l’équilibre

C. Parce que la température ne dépend pas du mouvement moléculaire

D. Parce que l’énergie potentielle d’interaction est considérée comme nulle

Answer: (D)

Explicação

Dans le modèle du gaz parfait, l’énergie potentielle d’interaction est nulle ; l’énergie interne correspond donc à l’énergie mécanique moyenne portée par les mouvements des constituants.

34. Quelle combinaison décrit correctement les contributions possibles à l’énergie cinétique totale moyenne d’une molécule ?

A. Translation, rotation et vibration

B. Rotation, pression et énergie potentielle

C. Pression, volume et température

D. Translation, gravitation et compression

Answer: (A)

Explicação

L’énergie cinétique moléculaire peut comporter une contribution de translation, ainsi que des contributions éventuelles de rotation et de vibration.

35. Un gaz est à 25 °C. Quelle est sa température absolue approximative ?

A. 25 K

B. 273,15 K

C. 298,15 K

D. 248,15 K

Answer: (C)

Explicação

La conversion s’effectue avec T(K) = T(°C) + 273,15 ; ainsi, 25 °C correspondent à 298,15 K.

36. Pour une transformation d’un gaz parfait en enceinte fermée, quelle relation relie les variations relatives de pression, de volume et de température ?

A. dP/P + dT/T = dV/V

B. dP/P = dV/V + dT/T

C. dP/P + dV/V = dT/T

D. dP/P − dV/V = dT/T

Answer: (C)

Explicação

La différentielle logarithmique de l’équation d’état donne dP/P + dV/V = dT/T pour une enceinte fermée.

37. Quelle expression donne l’énergie interne d’un gaz parfait monoatomique contenant N particules ?

A. U = 7NkBT/2

B. U = 5NkBT/2

C. U = 3NkBT/2

D. U = NkBT

Answer: (C)

Explicação

Pour un gaz parfait monoatomique, l’énergie interne vaut U = 3NkBT/2, soit également 3nRT/2.

38. Quelle expression décrit l’énergie interne d’un gaz parfait diatomique lorsque la vibration est inactive ?

A. U = 3NkBT/2

B. U = 7NkBT/2

C. U = 5NkBT/2

D. U = 2NkBT

Answer: (C)

Explicação

Lorsque la vibration est inactive, un gaz parfait diatomique possède une énergie interne U = 5NkBT/2, ou 5nRT/2.

39. Pour deux degrés de liberté de rotation, quelle est l’énergie cinétique moyenne de rotation d’une molécule ?

A. 3kBT/2

B. 2kBT

C. kBT

D. kBT/2

Answer: (C)

Explicação

La contribution moyenne de rotation vaut kBT pour deux degrés de liberté. Elle est distincte de la contribution de translation, qui vaut 3kBT/2.

40. Quel phénomène est étudié par l’hydrostatique ?

A. Les fluides accélérés par une différence de vitesse

B. Les fluides visqueux soumis à un écoulement turbulent

C. Les échanges thermiques dans les fluides compressibles

D. Les fluides en équilibre sous l’action de leur poids

Answer: (D)

Explicação

L’hydrostatique étudie les fluides au repos ou en équilibre sous l’action de leur poids. L’étude des fluides en écoulement relève de l’hydrodynamique.

41. Dans un fluide au repos, comment varie la pression avec l’altitude z ?

A. Elle vérifie dP=ρg dz

B. Elle vérifie dP=ρ dz/g

C. Elle vérifie dP=-g dz/ρ

D. Elle vérifie dP=-ρg dz

Answer: (D)

Explicação

Dans un fluide au repos, la relation fondamentale de l’hydrostatique est dP=-ρg dz. La pression diminue donc lorsque l’altitude augmente.

42. Deux points A et B d’un fluide incompressible sont situés à des altitudes zA=5 m et zB=2 m. Quelle relation de pression est correcte ?

A. PB-PA=ρg/3

B. PB-PA=7ρg

C. PB-PA=-3ρg

D. PB-PA=3ρg

Answer: (D)

Explicação

La relation est PB-PA=ρg(zA-zB). Ici, zA-zB=3 m, donc PB-PA=3ρg, la pression étant plus élevée au point le plus bas.

43. Un corps immergé déplace un volume de fluide Vi. Quelle est la valeur de la poussée d’Archimède exercée sur lui ?

A. ρVtot g, dirigée vers le haut

B. ρVi/g, dirigée vers le haut

C. ρVi g, dirigée vers le bas

D. ρVi g, dirigée vers le haut

Answer: (D)

Explicação

La poussée d’Archimède vaut FA=ρVi g et est dirigée verticalement vers le haut. Elle dépend du volume immergé, et non nécessairement du volume total du corps.

44. Que représente le débit volumique Q d’un écoulement ?

A. La longueur parcourue par le fluide par unité de temps

B. La pression exercée par le fluide sur une paroi

C. Le volume de fluide traversant une section par unité de temps

D. La masse de fluide contenue dans une unité de volume

Answer: (C)

Explicação

Le débit volumique est défini par Q=dV/dt : il mesure un volume par unité de temps. La vitesse, elle, mesure une longueur par unité de temps.

45. Dans un écoulement permanent incompressible, une conduite passe d’une section SA à une section SB plus petite. Que devient la vitesse moyenne ?

A. Elle diminue pour conserver le débit

B. Elle augmente pour conserver le débit

C. Elle reste constante quelle que soit la section

D. Elle devient nulle dans la section réduite

Answer: (B)

Explicação

La conservation du débit impose SAvA=SBvB. Si la section diminue, la vitesse augmente afin de maintenir le même débit volumique.

46. Le long d’une même ligne de courant, quelle grandeur reste constante pour un fluide parfait en régime approprié ?

A. P+ρgz+½ρv²

B. P+ρz+½gv²

C. P-ρgz-½ρv²

D. P+ρg/v+½ρz²

Answer: (A)

Explicação

Le théorème de Bernoulli impose que P+ρgz+½ρv² soit constant le long d’une même ligne de courant. Cette relation combine les contributions de pression, d’altitude et de vitesse.

47. Un orifice se trouve à une profondeur h sous la surface libre d’un liquide parfait. Quelle est la vitesse d’éjection du liquide ?

A. 2gh

B. h/2g

C. √(gh/2)

D. √(2gh)

Answer: (D)

Explicação

La vitesse d’éjection est donnée par la loi de Torricelli, vB=√(2gh). Elle augmente donc avec la profondeur sous la surface libre.

48. Quelle distinction caractérise un fluide parfait par rapport à un fluide visqueux ?

A. Le fluide parfait est incompressible, contrairement au fluide visqueux

B. Le fluide parfait ne présente pas de frottements, contrairement au fluide visqueux

C. Le fluide parfait s’écoule sans débit, contrairement au fluide visqueux

D. Le fluide parfait est toujours plus dense que le fluide visqueux

Answer: (B)

Explicação

Un fluide parfait est modélisé sans frottements, tandis qu’un fluide visqueux présente des frottements internes et des pertes d’énergie. La conservation du débit peut toutefois rester valable pour un fluide visqueux.

49. Quelle relation exprime la force de frottement entre deux couches voisines d’un fluide visqueux ?

A. F=ρS dv/dy

B. F=ηS dv/dy

C. F=ηS dy/dv

D. F=ηV dv/dy

Answer: (B)

Explicação

La force de frottement visqueux est F=ηS(dv/dy). La viscosité η caractérise les frottements internes, tandis que ρ représente la masse volumique.

50. Dans une conduite cylindrique parcourue par un fluide visqueux, où la vitesse est-elle maximale ?

A. Elle est uniforme dans toute la section

B. Sur l’axe central de la conduite

C. À mi-distance entre l’axe et la paroi, uniquement

D. Au contact direct avec la paroi

Answer: (B)

Explicação

Le profil de vitesse est parabolique : la vitesse est maximale au centre et nulle aux parois en raison de l’adhérence du fluide à celles-ci.

51. Deux résistances hydrauliques R1 et R2 sont montées en série. Quelle est leur résistance hydraulique équivalente ?

A. Rtot=R1+R2

B. Rtot=R1R2

C. Rtot=R1-R2

D. 1/Rtot=1/R1+1/R2

Answer: (A)

Explicação

Pour des résistances hydrauliques en série, les résistances s’additionnent : Rtot=R1+R2. La relation en inverses concerne le montage en parallèle.

52. Quelle expression définit la compliance artérielle ?

A. La somme du volume et de la pression artériels

B. Le produit de la pression par le volume artériel

C. Le rapport entre la variation de pression et la variation de volume

D. Le rapport entre la variation de volume et la variation de pression

Answer: (D)

Explicação

La compliance artérielle mesure l’aptitude d’une artère à se déformer et se définit par C = dV/dP, soit la variation de volume divisée par la variation de pression.

53. Que se passe-t-il dans l’aorte pendant la systole ventriculaire ?

A. Le débit éjecté devient négligeable tandis que l’aorte se contracte

B. Le ventricule éjecte du sang, ce qui augmente le volume et le rayon de l’aorte

C. Le sang quitte l’aorte sans modification de son volume ni de son rayon

D. Le ventricule se relâche, ce qui diminue immédiatement le volume de l’aorte

Answer: (B)

Explicação

Pendant la systole, le ventricule se contracte et éjecte le sang dans l’aorte. L’augmentation de pression entraîne alors une augmentation du volume et du rayon aortiques.

54. Comment le stockage du sang dans l’aorte pendant la systole influence-t-il le débit sanguin ?

A. Il transforme un débit cardiaque discontinu en débit aortique continu mais variable

B. Il rend le débit aortique discontinu en supprimant l’éjection systolique

C. Il transforme un débit cardiaque continu en débit aortique nul pendant la diastole

D. Il maintient un débit aortique parfaitement uniforme durant tout le cycle

Answer: (A)

Explicação

L’aorte stocke une partie du volume sanguin pendant la systole, puis le restitue pendant la diastole. Ce mécanisme lisse le débit cardiaque discontinu en un débit aortique continu, mais variable.

55. Quelles origines peuvent contribuer aux pertes de pression dans un circuit hydraulique ?

A. La pression moyenne, le volume éjecté et la durée de la systole uniquement

B. La compliance, la fréquence cardiaque et la température uniquement

C. La longueur du circuit, la contraction ventriculaire et le rayon aortique uniquement

D. La viscosité, les changements de section et les changements d’altitude

Answer: (D)

Explicação

Les pertes de pression peuvent être dues à la viscosité, à une variation de section ou à une variation d’altitude. Ces trois contributions peuvent également se combiner.