Physique : Compressibilité des gaz (avec flottabilité) Question 1
00PHY-MA-6-03(1)
Question à 6 points
Une ancre en fonte est posée sur un fond de 30m, et occupe un volume de 5 litres. Un plongeur décide de la remonter en utilisant un parachute de 40l de volume et de poids apparent nul.
D fonte = 8
1) Quel volume d'air minimum doit-on injecter dans le parachute pour faire décoller l'ancre ? (3 points) 2) A quelle profondeur le parachute sera-t-il rempli d’air ?
(3 points)
1) D= 8, V= 5 => Préel = 40 kg
Parchi pour 5l : 5kg => Papp = 35 Kg => Vol Min = 35l à 4 b
2) Volume d’air injecté dans le ballon : 35 x 4 = 140 L ;
Pression à laquelle le ballon sera rempli : 140 : 40 = 3,5 b soit 25 mètres.

Question 2
00PHY-MA-6-42(2)
Question à 6 points
Vous découvrez au cours d’une plongée à 40 mètres une ancre d’un poids réel de 60 kg et d’un volume de 10 dm3 que vous voulez remonter.
Pour cela vous introduisez 40 litres d’air dans un parachute de 60 litres.
(On négligera le poids et la poussée d’Archimède du parachute).
1) Que va-t-il se passer ? Pourquoi ?
(2 points)
2) A partir de quelle profondeur pourrez-vous lâcher l’ensemble (parachute et ancre) ? (2 points)
3) Quel sera le volume d’air dans le parachute arrivé en surface ?
(2 points)
1) Poids apparent de l’ensemble (ancre parachute), après introduction des 40 litres d’air :
P app = P réel  P archi = 60  ( 10 + 40 ) = 10 kg  0 donc flottabilité négative, l’ancre reste au fond.
2) Le poids apparent sera nul, lorsque le volume du parachute aura atteint 60  10 = 50 litres
P1 V1 = P2 V2 soit 5 x 40 = P2 x 50
P2 = 4 bars
L’équilibre sera donc atteint à 30 mètres. On pourra lâcher l’ensemble dès que l’on sera remonté de quelques centimètres.
3) Volume de l’air en surface : 5 x 40 = 1 x V soit V = 200 litres ! ! !
Le volume d’air dans le parachute arrivé en surface sera de 60 litres, celui-ci ne pouvant pas contenir plus de 60 litres. Le surplus d’air s’échappera au cours de la remonté.

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Physique : Compressibilité