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Question

Bonjour, pouvez vous m'aider s'il vous plait j'ai un exercice je suis en 4e , merci.

Un bassin a la forme d'un cône de révolution, nous avons réussi à ne mesurer que deux informations : le diamètre de la base (6m) et la génératrice (5m)

1) Pour remplir le bassin, nous utilisons une pompe avec un débit de remplissage de 8L/s
Etant donné que nous devons partir dans une heure, le bassin sera-t-il entièrement ?
Expliquez votre démarche, faites un sommaire si plusieurs étapes sont nécessaires.
On rappelle que 1L = 1 dm3

2) Quel est le pourcentage de volume du bassin rempli en 1 h ?

3) on estime que dans le tuyau l'eau coule à une vitesse de 600 centimètres toutes les
deux secondes.
Déterminer la vitesse de l'eau en m/s puis la convertir en km/h

Merci

2 Réponse

  • Bonjour,

    Diamètre = 6 m donc Rayon = 3 m

    La génératrice, le rayon et la hauteur forment un triangle rectangle dont la génératrice est l'hypoténuse.

    donc, d'après le théorème de Pythagore :

    Génératrice² = Rayon² + Hauteur²

    donc : Hauteur² = Génératrice² - Rayon² = 5² - 3² = 25 - 9 = 16

    donc : Hauteur du cône  = √16 = 4 m

    volume d'un cône = aire de la base × hauteur ÷ 3

                                  =      π × Rayon²  ×  hauteur ÷ 3

    donc : volume du bassin = π × 3² × 4 ÷ 3

                                             = 12π

                                             ≅ 37,699 (m³)

    37,699 m³ = 37 699 dm³ = 37 699 L

    débit de la pompe  = 8 L/s

    1 h = 3 600 s

    donc, en 1 heure, la pompe débite 8 L × 3 600 = 28 800 L

    pas suffisant pour remplir le bassin en 1 heure

    28 800 ÷ 37 699 × 100 = 76,3945993262.... ≅ 76,4

    En 1 heure, environ 76,4 % du bassin sera rempli

    600 cm = 6 m

    6m toutes les 2 secondes

    donc : vitesse = distance ÷ temps

                           =    6 m       ÷   2 s

                           = 3 m/s

    1 heure = 3 600 s

    1 km = 1 000 m

    donc : 3 m/s = (3 × 3 600) m/h

                         = 10 800 m/h

                         = 10,8 km/h

                                             

  • Réponse :

    le temps de remplissage est 1 heure 19 min ;

    vitesse de l' eau = 3 m/s = 10,8 km/h

    Explications étape par étape :

    ■ profondeur " h " du bassin conique :

       Pythagore dit : h² + 3² = 5²

                                 h² + 9  = 25

                                      h²   = 16

                                      h    = 4 mètres !

    ■ Volume du bassin comique :

       V = π x R² x h / 3   ♥

           = π x 3² x 4 / 3

           = π x 12

           ≈ 37,7 m³ .

    ■ débile de la pompe :

       8 Litres/seconde = 480 L/minute

                                    = 0,48 m³/minute .

    ■ temps de remplissage :

      t = Volume/débit   ♥

          = 37,7 / 0,48

          ≈ 79 minutes .

    le temps de remplissage est donc 1 h 19 minutes

    ( le bassin ne sera pas totalement rempli en 1 heure ! )

    ■ vitesse de l' eau :

    v = 600 cm/2 secondes = 300 cm/s = 3 m/s

      = 10,8 km/h ( car 3 x 3,6 = 10,8 )

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