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Polycopié de physique des fluides – CAPLP2 Maths – Sciences Page n°12
Ancrage de la cuve
La notice du constructeur porte la mention :
Pose en cas de nappe phréatique :
prévoir quatre points d'ancrage
commander un jeu de deux sangles.
1. Indiquer brièvement pourquoi l'on doit prendre ces précautions.
2. On suppose que la cuve est entièrement immergée dans l'eau (figure 2).
Exprimer puis calculer :
2.1. le volume extérieur de la citerne V e ;
2.2. l'intensité A de la poussée d'Archimède qu'exerce l'eau sur la cuve ;
2.3. l'intensité F de l'effort supporté par chaque point d'ancrage lorsque la cuve est à
moitié remplie de fioul.
Exercice n°5 - (Extrait concours ingénieur ville de Paris)
Un ludion est un petit personnage (P) solide,
solidaire d’une petite sphère (S)
imperméable de volume variable,
renfermant de l’air ; il est placé dans une
éprouvette cylindrique verticale (C), de
hauteur très supérieure aux dimensions du
ludion (les échelles ne sont pas respectées
sur la figure), remplie d’eau sur une hauteur
h et fermée dans sa partie supérieure par
une membrane souple imperméable (S).
Lorsqu’on n’appuie pas sur la membrane, le ludion est en équilibre en un point voisin de la
surface de l’eau (figure 1). Lorsqu’on appuie sur la membrane (S), on constate que le ludion
tombe au fond de l’éprouvette (figure 2). On se propose d’interpréter sommairement cette
observation.
L’eau est supposée incompressible et homogène, de masse volumique � = 10 3 kg.m -3 .
L’air contenu entre l’eau et la membrane (S) forme un système fermé (A). Lorsqu’on n’appuie
pas sur la membrane, l’air contenu dans (A) est en équilibre dans l’état E 1 ; il occupe un
volume initial V a1=100 cm 3
, sa température vaut T a1 =300 K et sa pression est égale à
P a1 =1,0 bar . Lorsqu’on appuie sur la membrane, l’air contenu dans (A) atteint un nouvel
Danièle FRISTOT