D'avance merci pour votre aide :
voici mon problème :
L'immersion complète d'un corps dans un éprouvette entraine un déplacement de la surface libre de 4cm.
Sachant que le diamètre intérieur de l'éprouvette est de 4cm et que la masse volumique du liquide est de 800kg.m-3. Calculer l'intensité de la poussée d'Archimède?
J'ai déjà commencé à dire que la force est égale au poids du volume de liquide déplacé :Fa=P
J'ai déterminé la surface de l'éprouvette S=0,125
le volume du liquide déplacé est de S*0,4=0,05.
Après je bloque…
merci
Oui je sais, mais peut de personne y répondre, c'est pour cette raison que j'ai tenté ma chance sur le forum de math .
Il faut vraiment mettre ce type de questions sur l'Ile de Physique et pas sur l'Ile des Math.
Section de l'éprouvette : S = Pi.D²/4 = Pi * 0,04²/4 = 0,0012566 cm²
Volume de liquide déplacé : V = S * delta h = 0,00125866 * 0,04 = 5,0265.10^-5 m³
Poussée d'Archimède : Pa = V * Rho(liquide) = 5,0265.10^-5 * 800 = 0,0402 N
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Ceci en faisant "semblant d'oublier" que la poussée d'Archimède ne peut se calculer comme cela a été fait que si l'objet ne touche pas le fond ...
Ce qui semble ignoré par beaucoup (même chez les profs).
Bonjour,
C'est un sujet de physique, mais un petit commentaire parait de mise après une remarque de J.P dans un post fermé :
Désolé d'avoir pollué les topics de math avec des exercices de physiques.
Je prends Bonne note de vos remarques.
Merci en tout cas pour votre aide.
vham,
Tu te trompes
Il manque une partie de texte à l'énoncé de ta poussée d'Archimède.
Sur wiki, on lit ceci (en préambule) :
Bonsoir,
à J-P : Non, je ne me trompe pas. J'ai pris soin de parler d'un corps qui "repose" sur le fond, donc sans y être collé ni créer d'interaction forte avec le fond comme un effet de ventouse.
Je voulais simplement que "même les profs" ne se torturent pas avec des effets spéciaux d'interactions entre un objet qui va tomber "naturellement" et le fond qu'il va toucher.
Dans ce cadre la force qui fait tomber un objet complètement immergé va être compensée par une force de réaction du fond puisque maintenant l'objet "repose".
Cet énoncé reste correct tant que l'on ne définit pas plus précisément les interactions particulières créées par le contact.
Cordialement : vham
Aie aie aie.
Si tu te trompes, si tu ne comprends pas l'effet ventouse (pourtant évident) relis les 2 encadrés du début de mon sujet. Si tu préfères, remplace la ventouse par une feuille de verre posée sur le fond, cela reviendra au même.
Un corps qui repose sur le fond n'est pas "entièrement mouillé".
Il semble bien que la signification de ce bout de phrase présent dans une définition correcte de la poussée d'Archimède t'échappe.
Si tu ne penses pas que la poussée d'Archimède n'est qu'une conséquence du principe de Pascal, calcule donc, en n'utilisant que ce principe de Pascal, la résultante des forces sur un parallélépipède rectangle (parce que c'est facile) avec 2 faces horizontales (et les autres verticales) complètement immergé sans poser sur le fond ou toucher un bord.
Et tu auras la surprise de trouver que la résultante des forces de pressions exercées par le fluide sur le parallélépipède est ... comme par hasard ... verticale, dirigée vers le haut et d'amplitude égale au poids du volume de fluide déplacé. (calculé sans utiliser pourtant le principe d'Archimède)
Et on a appelé cette force résultante, la poussée d'Archimède.
MAIS cette "poussée d'Archimède" n'est rien d'autre que la résultante des forces de pressions exercées par le fluide sur l'objet... C'EST IMPERATIF A COMPRENDRE.
Et tu recommences le même calcul (rien qu'avec le principe de Pascal) pour déterminer la résultante des forces de pressions exercées par le fluide sur le parallélépipède cette fois posé sur le fond.
Cette résultante aura la valeur de ce qu'on tu appelles "poussée d'Archimède"... Et elle ne sera pas égale au poids du volume de fluide déplacé.
Ceci ne remet pas en cause le "principe d'Archimède"
Mais il FAUT que ce principe d'Archimède inclue, comme je l'ai répété les conditions que tu oublies manifestement soit "entièrement mouillé ou traversant la surface ..."
Lis donc entièrement le contenu de ce lien :
et tu comprendras ton erreur. (que tu es loin d'être le seul à faire)
A comprendre absolument l'importance du "entièrement mouillé ou ..." dans la définition CORRECTE de la poussée d'Archimède.
Le fait que ces précisions soient "oubliées" sur beaucoup de site ne change rien au fait qu'elles sont cependant INDISPENSABLES.
Mais, tu peux aussi rester dans l'erreur si cela t'arrange.
Bonne nuit,
Ami J-P, Je vous propose une expérience simple. Prenez une bouteille et remplissez-la d'eau jusqu'à ce quelle soit à la limite de flottaison, ajoutez juste un peu d'eau et bouchez-la pour qu'elle descende doucement au fond d'un seau lui-même rempli de la même eau.
Reprenez-la et videz juste un peu d'eau, bouchez-la et remettez-la dans le seau : elle flotte juste, alors enfoncez-la à la main jusqu'au fond, puis enlevez votre main : Que va faire la bouteille qui dans sa position verticale touche le fond ?
Quelle estimation faites vous des forces quand la bouteille touche le fond et que vous la libérez ?
Je ne propose pas une plaque de verre car on sait ne pas pouvoir séparer deux plaques de verre accolées si elles sont quelque peu humidifiées...
Merci pour votre lien, mais j'ai aussi appris, et c'est loin depuis plusieurs dizaines d'années, à déduire le théorème d'Archimède de celui du gradient de pression.
"Merci pour votre lien, mais j'ai aussi appris, et c'est loin depuis plusieurs dizaines d'années, à déduire le théorème d'Archimède de celui du gradient de pression."
Et bien si c'est le cas, fait le avec un objet posé sur le fond, si il n'y a pas d'erreur dans tes calculs, tu auras compris où est ton erreur.
Tu refuses de comprendre ce que signifie le "entièrement mouillé" qui DOIT figurer dans la bonne définition de la poussée d"Archimède.
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Soit un objet de poids P = m.g, de section S et de hauteur h, plongé dans de l'eau tel que représenté (2 cas).
Dessin de droite :
La pression hydrostatique au niveau de la face supérieure de l'objet est P1 = Rho(eau) * g * h
On a donc F1 = S*P1
F1 = S * Rho(eau) * g * h
La pression hydrostatique au niveau de la face inférieure de l'objet est P2 = Rho(eau) * g * (h + H)
On a donc F2 = S*P2
F2 = S * Rho(eau) * g * (h + H)
La résultante des forces sur l'objet immergé est (calcul avec axe vertical des ordonnées vers le bas): F = P + F1 - F2
F = mg + S * Rho(eau) * g * h - S * Rho(eau) * g * (h + H)
F = mg - S * Rho(eau) * g * H
et on a S*H = V (volume de l'objet)
--> F = mg - Rho(eau) * g * V
Outre son poids, l'objet recoit de la part du fluide une poussée verticale vers le haut égale à Rho(eau) * g * V (qui est le poids de volume de fluide déplacé ... qui est équivalent à la poussée d'Archimède)
Supposons que la masse volumique de l'objet soit temme que l'on ait : mg = Rho(eau) * g * V (1)
L'objet est alors immobile dans l'eau (on dit qu'il flotte entre 2 eau, la poussée d'Archimède compense exactement le poids de l'objet)
Si on veut le remonter ... il suffit d'une force verticale vers le haut d'amplitude minuscule pour y arriver.
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On recommnce la même expérience (dessin de gauche) avec le même objet mais qui cette fois touche le fond par sa face inférieure supposée plane, comme aussi le fond du récipient.
On a encore F1 = S * Rho(eau) * g * h
F2 n'existe pas, puisque l'eau ne touche pas le fond de l'objet.
On peut donc calculer la réaction N du support sur l'objet par :
N = P + F1
N = m.g + S * Rho(eau) * g * h
N est > 0 (et pas qu'un peu)
Si on veut remonter l'objet, on doit aller jusqu'à annuler N en le "remplaçant" une force extérieure verticale vers le haut appliquée à l'objet.
Cette force doit être au minimum, juste plus grande que (m.g + S * Rho(eau) * g * h) ... qui est loin d'être nulle comme dans le cas précédent.
On ne peut donc plus dire que l'objet posé sur le fond reçoit de le part du fluide une poussée verticale égale au poids du volume de fluide déplacé ... car si c'était le cas, la force nécéssaire minimum pour remonter l'objet serait le ma^me dans les 2 cas.
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Ceci n'est pourtant pas évident à vérifier "chez soi", en posant un objet sur le fond d'un récipient, en général il ne touche que par quelques points (3 au minimum).
Et probablement que dans une grosse majorité de essais qu'on peut faire sans matériel un peu sophistiqué, il n'y a qu'un faible pourcentage du fond de l'objet en caontact avec le récipient, pour le reste, il y a un film d'eau ebtre le fond de l'obhet et le récipient...
Mais cela n'enlève rien ai fait mentionné. Il faut tenir compte du "entièrement mouillé".
J'en reste là.
On ne peut pas aller contre une négation de l'évidence.
Rien relu.
Bonjour,
Cher J-P : Vos connaissances émérites vous emportent à redonner des développements (simples) dont on ne nie pas l'évidence (moi en particulier).
Ce que j'ai relevé, c'est que vous manifestiez comme une évidence que les profs ne connaissaient pas les lois physiques...
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