Exercice de Physique

Exercice 1

Un plongeur en apnée se trouve dans la mer de telle manière à ce que son tympan T soit situé à une profondeur h par rapport à la surface de la mer.

Donner le nom et le symbole de l’unité de pression dans le système international.

Le pascal (symbole : Pa) est l’unité SI (Système international d’unités) de contrainte et de pression. Il tient son nom du scientifique Blaise Pascal. Les équivalences sont : 1 013 hPa = 1,013 bar ≈ 760 mmHg

Quel est le nom de l’appareil mesurant les pressions ?

Le baromètre est l’instrument de mesure qui sert à mesurer la pression atmosphérique.

Rappeler l’expression de la pression P exercée par une force pressante de valeur F sur une surface pressée d’aire S. Indiquer les unités du système international SI dans lesquelles s’expriment les grandeurs de la relation précédente.

P=F/S avec P en Pascal (Pa),F en Newton(N) et S en m^2

a) Exprimer et calculer la différence de pression PT – PM entre le tympan T et un point M de la surface de la mer supposée au repos.

Par définition, la différence de pression entre deux points A et B dans un liquide de masse volumique ρ s'exprime par : P = PA−PB = ρ g h où g est l’intensité de la pesanteur et h la différence d’altitude entre A et B.

Donc entre le tympan T et un point M de la surface, on a une différence de pression de :

P_T-P_M=ρ g h

avec ρ la masse volumique de l^' eaude de mer,

g l^' intensitéde la pesanteur

h la profondeur de plongée

et P_M la pression atmosphérique extérieure

b) Déduire de la question précédente la valeur de la pression PT qui s’exerce sur le tympan du plongeur.

P_T=P_M+ρ g h

P_T=1,01 .〖10〗^5+1,03 .〖10〗^3× 9,81 ×10=2,02 .〖10〗^5

c) Exprimer et calculer la force pressante F qui s’exerce sur le tympan de surface S=0,5.10-4 m2.

P=F/S donc F=P×S= 2,02 .〖10〗^5 ×0,5 .〖10〗^(-4)=10,1 N

Le tympan est une fine membrane qui sépare l’oreille externe au contact du milieu extérieur et l’ensemble « ore

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ille moyenne-oreille interne ». L’oreille moyenne est un organe creux de volume très faible qui transmet les vibrations sonores à l’oreille interne. Les trompes d’Eustache, descendantes évolutionnaires des ouïes respiratoires des poissons, relient l’oreille moyenne aux fosses nasales à l’arrière du nez.

a) Rappeler la loi de Boyle-Mariotte.

À

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