Une salle de classe mesure m m m — exercice corrigé de physique (première) (chapitre 3)

Une salle de classe mesure m m m

Description d'un fluide au repos · Masse volumique et forces pressantes · niveau 2

Énoncé

Une salle de classe mesure $5, 0$ m $\times$ $4, 0$ m $\times$ $2, 5$ m.

Calculer le volume d'air qu'elle contient, puis sa masse.
Comparer à la masse d'un élève. Pourquoi ne « sent-on » pas cet air ?
Quelle serait la masse du même volume d'eau ?

Corrigé

1. $V = 5, 0 \times 4, 0 \times 2, 5 = 50$ m $^{3}$ , donc

$m = ρ_{air} V = 1, 2 \times 50 = 60 kg .$

2. C'est la masse d'un élève ! Nous ne la sentons pas parce que l'air nous entoure : les forces pressantes s'exercent dans toutes les directions et se compensent (comme sur la paume de la main dans le cours). Ce n'est pas le poids de l'air qui se ferait sentir, mais un déséquilibre de pression, et il n'y en a pas.
3. $m = 1000 \times 50 = 5, 0 \times 1 0^{4}$ kg, soit $50$ tonnes — mille fois plus.

Contrôle : $\frac{ρ _{eau}}{ρ _{air}} = \frac{1 000}{1 , 2} \approx 830$ , l'ordre de grandeur « l'air est mille fois plus léger que l'eau ». $✓$

Piège : croire que l'air « ne pèse rien » parce qu'il est invisible. Soixante kilogrammes dans une salle de classe : c'est cette masse qui, comprimée, fait la pression atmosphérique.