Feuille d'activités de la leçon : L’équation de continuité pour les fluides Physique
Dans cette feuille d’activités, nous nous entraînerons à calculer le taux de transfert des fluides qui s'écoulent doucement dans des canaux de section variable.
Q1:
Un tuyau d'incendie a une longueur de 15 m et une aire de section transversale de m2. Le tuyau envoie 1,6 kg d'eau par seconde, la densité de l'eau étant 1 025 kg/m3. Quel est la durée entre le moment où l'eau entre dans une extrémité du tuyau et le moment où elle ressort par l'autre extrémité du tuyau ?
Q2:
De l'eau coule dans un tuyau avec une vitesse moyenne de 1,66 m/s. L'écoulement passe ensuite du premier tuyau dans un deuxième tuyau, et y établit une vitesse moyenne de 1,22 m/s. Quel est le ratio entre l'aire de section transversale du premier tuyau par rapport à celle du deuxième tuyau ?
Q3:
Un gaz s'écoule naturellement à travers un tuyau. L'aire de la section transversale du tuyau passe de 0,075 m2 à 0,025 m2. Le gaz arrive dans le tuyau avec une vitesse de 1,8 m/s et sort du tuyau avec une vitesse de 2,0 m/s. La densité du gaz à son entrée dans le tuyau est de 1,4 kg/m3. Quel est le rapport entre la densité du gaz à l’entrée du tuyau et sa densité à la sortie du tuyau ?
Q4:
Un gaz s'écoule en douceur le long un tuyau qui dont la coupe transversale s'agrandit de 0,10 m2 jusqu'à atteindre 0,15 m2. Le gaz arrive dans le tuyau en se déplaçant à 1,4 m/s et le quitte à 1,2 m/s. La densité du gaz à son entrée dans le tuyau est de 0,98 kg/m3. De combien le gaz diminue-t-il en densité entre l'entrée et la sortie du tuyau ?
Q5:
L'eau s'écoule doucement dans et à travers un tuyau primaire qui se divise en deux tuyaux secondaires. Les tuyaux secondaires changent d'épaisseur sur leur longueur, comme le montre le dessin. La section transversale du tuyau où il se divise est identique à la section transversale où l'eau s'y écoule. L'eau s'écoule à 0,25 m/s hors du tuyau secondaire qui a la plus grande section transversale de sortie. L'eau s'écoule à1,0 m/s du tuyau secondaire qui a la plus petite section transversale de sortie.
Quelle est la différence entre les sections des tuyaux secondaires où l'eau pénètre ?
- A0,27 m2
- B0,50 m2
- C0,25 m2
- D0,73 m2
- E0,45 m2
Quelle est la différence de vitesse d'écoulement de l'ea où l'eau pénètre dans les deux conduites secondaires ?
- A0,44 m/s
- B0 m/s
- C0,69 m/s
- D1,3 m/s
- E0,75 m/s
Quelle est la vitesse d'écoulement de l'eau où l'eau pénètre dans le tuyau primaire ?
- A0,69 m/s
- B0,19 m/s
- C0,75 m/s
- D1,3 m/s
- E0,50 m/s
Q6:
L'eau s'écoule doucement dans un tuyau qui change d'épaisseur sur toute sa longueur. L'eau pénètre dans le tuyau à un point où sa section transversale est de m2 et quitte le tuyau à un point où sa section transversale est de m2. L'eau augmente en vitesse de 2,50 m/s entre l'entrée et la sortie du tuyau. À quelle vitesse l'eau sort-elle du tuyau ?
Q7:
45 kg d'un liquide ayant une masse volumique constante de 1 055 kg/m3 s'écoulent sans difficulté dans un tuyau de longueur 2,5 m chaque seconde. Quelle est l'aire de la section transversale du tuyau ?
Q8:
L'eau s'écoule doucement dans un tube. L'eau entre dans le tube à un point où sa section transversale est de m2 et quitte le tube à un point où sa section transversale est de m2. Quel est le rapport entre la vitesse de l'eau à l'entrée du tube et sa vitesse à la sortie du tube ?
Q9:
Une eau avec une vitesse m/ss'écoule en douceur dans un tube cylindrique de rayon mpuis circule en douceur dans un second tube cylindrique de rayon m, comme indiqué sur la figure. Le premier tuyau a une longueur m et le deuxième tuyau a une longueur m. Quel est le rapport entre le temps de parcours de l'eau dans le premier tuyau et le temps de parcours dans le second tuyau ? ?
Q10:
L'eau à la vitesse m/s s'écoule en douceur à travers un tuyau cylindrique de rayon m, comme indiqué sur la figure. L'eau passe à travers le tuyau en 0,955 s avant de s'écouler doucement dans un deuxième tuyau cylindrique de rayon m et de longueur m.
Quelle est la longueur du premier tuyau ?
Quel est l'intervalle de temps entre l'entrée et la sortie de l'eau dans le deuxième tuyau ?
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