Poussée d'archimède

par **rwin59** » 27 Déc 2006, 23:03

Bonjour j'ai un petit exercice je pense avoir trouvé ai-je bon le sujet est le suivant :

Une pinasse, bateau traditionnel des ostréiculteurs du Bassin d'Arcachon, présente une partie immergée pouvant ètre modélisée par un parallélépipède de dimensions suivantes :
L = 10m l = 1.0m h = 0.35m

1) Calculer la valeur de la poussée d'Archimède due a l'eau de mer, de masse volumique rho = 1.03*10^3 kg.m cube.

Donc j'ai fait le volume d'un parallélépipède qui est L*l*h donc 10*1.0*0.35 = 3.5 mcube

Donc pour calculer la poussée d'Archimède : pi ou pa = 1.03*10^3 * 3.5 * 9.81 donc la poussée d'Archimède est égale a 35365.05 N est ce que c'est bon ???

2) Peut on déduire la valeur du bateau ??

Je ne comprends pas très bien cette question, est ce que la réponse est non car la poussée d'archimède, ici, s'applique qu'a une partie du bateau or pour calculer la valeur de poids du bateau il faudrai calculer la poussée d'archimède du bateau complet ??

Merci de me dire si mes calculs au 1 sont bon et m'aider pour la 2. merci

par **ROZ** » 28 Déc 2006, 22:23

Bonsoir,
Le bateau est en équilibre et il est soumis à deux forces, son poids et
la poussée d'Archimède. Donc ces deux forces sont égales.
ROZ.

par **Dominique Lefebvre** » 28 Déc 2006, 22:43

rwin59 a écrit:Bonjour j'ai un petit exercice je pense avoir trouvé ai-je bon le sujet est le suivant :

Une pinasse, bateau traditionnel des ostréiculteurs du Bassin d'Arcachon, présente une partie immergée pouvant ètre modélisée par un parallélépipède de dimensions suivantes :
L = 10m l = 1.0m h = 0.35m

1) Calculer la valeur de la poussée d'Archimède due a l'eau de mer, de masse volumique rho = 1.03*10^3 kg.m cube.

Donc j'ai fait le volume d'un parallélépipède qui est L*l*h donc 10*1.0*0.35 = 3.5 mcube

Donc pour calculer la poussée d'Archimède : pi ou pa = 1.03*10^3 * 3.5 * 9.81 donc la poussée d'Archimède est égale a 35365.05 N est ce que c'est bon ???

On ne pratique pas suffisamment l'analyse dimensionnelle pour vérifier ses formules... D'où vient ce 9.81 dans ton calcul de la poussée d'Archimède?

2) Peut on déduire la valeur du bateau ??

Je ne comprends pas très bien cette question, est ce que la réponse est non car la poussée d'archimède, ici, s'applique qu'a une partie du bateau or pour calculer la valeur de poids du bateau il faudrai calculer la poussée d'archimède du bateau complet ??

Merci de me dire si mes calculs au 1 sont bon et m'aider pour la 2. merci

Comme vient de te le dire rwin59, ton bateau est à l'équilibre, il ne coule pas! Donc la poussée d'Archimède compense exactement son poids, et donc tu peux calculer son poids...

par **rwin59** » 28 Déc 2006, 23:05

le 9.81 c'est l'intensité de la pesanteur g = 9,81 N.kg/1

par **rwin59** » 28 Déc 2006, 23:24

Dominique Lefebvre a écrit: Comme vient de te le dire rwin59, ton bateau est à l'équilibre, il ne coule pas! Donc la poussée d'Archimède compense exactement son poids, et donc tu peux calculer son poids...

Mais quelle est la formule a utiliser ?? P=mg ?? parce que ce que je ne comprends pas c'est que j'ai obtenu la valeur de la poussée d'Archimède qui est de 35 365 Newtons mais le poids son unité est aussi le Newtons donc si je dois calculer le poids du bateau quelle formule je dois utilliser pi = rho.V.g (que j'ai déja utilisé précédament pour trouver la poussée d'archimède) ou bien P=mg sachant que je sais pas la masse (en kg) du bateau ??

En clair quelle formule utiliser pour déduire la valeur du poids du bateau ?? merci

par **Dominique Lefebvre** » 29 Déc 2006, 14:05

rwin59 a écrit:le 9.81 c'est l'intensité de la pesanteur g = 9,81 N.kg/1

Aïe ... l'unité de g est le m.s^-2 ...

par **Dominique Lefebvre** » 29 Déc 2006, 14:09

rwin59 a écrit:Mais quelle est la formule a utiliser ?? P=mg ?? parce que ce que je ne comprends pas c'est que j'ai obtenu la valeur de la poussée d'Archimède qui est de 35 365 Newtons mais le poids son unité est aussi le Newtons donc si je dois calculer le poids du bateau quelle formule je dois utilliser pi = rho.V.g (que j'ai déja utilisé précédament pour trouver la poussée d'archimède) ou bien P=mg sachant que je sais pas la masse (en kg) du bateau ??

En clair quelle formule utiliser pour déduire la valeur du poids du bateau ?? merci

Rappelle-toi que la poussé d'Archimède est une force, opposée au poids du bateau, qui est égale au poids de l'eau déplacée par la partie immergée de la coque....

par **Quidam** » 29 Déc 2006, 14:22

Dominique Lefebvre a écrit:Aïe ... l'unité de g est le m.s^-2 ...

Là, tu chipotes ! rwin59 a calculé la masse de l'eau déplacée, en kg, puis a multiplié par g=9.81 m.s^-2 et obtenu régulièrement des newtons : le poids de l'eau déplacée ! Il n'y a aucun problème ! Quand on multiplie des kg par des m.s^-2 on obtient des newtons ; cela ne me choque absolument pas que rwin59 exprime ses m.s^-2 comme des newtons.Kg^-1 ! Ca te choque toi ?

par **rwin59** » 29 Déc 2006, 14:25

Re, personnellement en cours on nous apprend que l'intensité de la pesanteur est en N.kg-1. merci

par **Dominique Lefebvre** » 29 Déc 2006, 16:33

rwin59 a écrit:Re, personnellement en cours on nous apprend que l'intensité de la pesanteur est en N.kg-1. merci

juste pour Quidam et toi, il existe des conventions et des normes pour ce qui est des unités. Dans le système SI, g, accélération moyenne de la pesanteur à la surface de la terre s'exprime en m.s^-2.

Personnellement, ça ne me gêne pas, mais il est préférable de respecter les unités du SI, certains prof et examinateurs y étant sensibles!

Mais revenons à notre poussée d'Archimède, as-tu trouvé à quoi correspondait la masse d'eau déplacée par la pinasse? D'après toi, que ce passerait-il si la masse de la pinasse était supérieure à la masse d'eau déplacée?

par **rwin59** » 29 Déc 2006, 16:41

oui merci j'ai trouvé : Le bateau est en équilibre et il est soumis à deux forces, son poids et la poussée d'Archimède, par conséquent, d'après le principe d'inertie, ces deux forces sont directement opposées, elles ont donc même intensité, donc la valeur du poids du bateau est de 35 365 N. merci

par **Dominique Lefebvre** » 29 Déc 2006, 16:56

rwin59 a écrit:oui merci j'ai trouvé : Le bateau est en équilibre et il est soumis à deux forces, son poids et la poussée d'Archimède, par conséquent, d'après le principe d'inertie, ces deux forces sont directement opposées, elles ont donc même intensité, donc la valeur du poids du bateau est de 35 365 N. merci

Je ne vois pas trop l'intervention du principe d'inertie ici, mais effectivement, le poids du bateau est égal au poids du volume d'eau déplacé...

par **rwin59** » 30 Déc 2006, 17:39

Pour finir un dernier petit exercice :
Un ballon-sonde de masse vide mB = 1,0 kg, doit emporter des appareils de mesure dont la masse total est mA = 4,0 kg.
Le ballon es gonflé à l'hélium de masse volumique rhoHE = 0,18kg.m-3

(A) A quelle condition le ballon peut il s'élever ?

J'ai trouvé plusieurs réponses comme il n'y en a qu'une seule laquelle vous parait la plus judicieuses :

(1) Il faut que le volume d'hélium chauffé devienne plus léger que l'air ambiant.
ou (2) Il faut que l'intensité de la poussée d'Archimède soit supérieur à celle de son poids.
ou (3) Il faut que le poids de la montgolfière soit plus faible que celui de l'air déplacé.

(B) La valeur de la poussée d'Archimède est donnée par l'expression : Pa = rhoair . V . g avec rho air = 1,3 kg.m-3 la masse volumique de l'air, V le volume du ballon et g = 9,8 N.kg-1 l'intensité de la pesenteur .

Calculer le volume d'hélium nécessaire pour que la poussée d'Archimède permette le décollage du ballon.

J'ai donc fait V = m / rho HE soit V = 5,0/0,18 = 27,8m-3

Ensuite pour confirmer mes hypothèses (1, 2 ou 3) j'ai fait :

P=m*g soit P = 5,0 * 9,8 = 49 N et,
Pa = rhoair . V . g soit Pa = 1,3 * 27,8 * 9,8 = 354 N ainsi mon hypothèse (2) est vérifiée.

Je vous remercie de prendre le temps de vérifier si mes calculs sont bon .

par **rwin59** » 03 Jan 2007, 17:28

quelqu'un peut me coriger ? merci

par **Quidam** » 03 Jan 2007, 20:21

rwin59 a écrit:quelqu'un peut me coriger ? merci

Ce n'est pas bon. D'une part la poussée d'Archimède dépend du volume d'air déplacé, c'est donc la masse volumique de l'air qui la détermine. Et de plus, il faut compter le poids de l'helium !

La masse totale est

, le poids total

, et la poussée d'Archimède

(on néglige la poussée d'Archimède sur le reste du ballon (on ne saurait d'ailleurs pas la calculer)). Donc il faut que :

soit :

ou

et enfin :

S'il s'agissait d'un corps plongé dans l'eau et d'un ballon gonflé d'air, on aurait

et la quantité

est quasiment égale à

. Mais ici, la quantité

est quand même assez différente de

et il faut donc tenir compte du terme

On trouve donc :

. Une approximation (grossière) aurait pu être :

mais certainement pas

par **rwin59** » 03 Jan 2007, 21:29

par contre il y a un problème en recopiant je m'apercois de ceci :

masse de l'hélium : m = rho * V
4,46 * 0,18 = 0,8028 kg donc

POids total :
5,8028 * 9,8 = 56,86744N
Poussée d'Archimède : Pa = 1,3 * 4,46 * 9,8 = 56,8204N

Je pourrai répondre que le volume doit ètre SUPERIEURE à 4,46m-3 mais la consigne dit calculer le volume d'hélium nécessaire pour que la poussée d'Archimède
permette le décollage du ballon.

Que fais-je parce que mes vérification (calculs de poussée d'Archimède et calcul du poids ) sont faux si l'on se réfère à l'hypothèse ; il faut que la poussée d'Archimède soit supérieure au poids total du ballon ??

Je dis que le volume d'hélium doit étre > à 4,46m-3 ?? merci de me donner une réponse

par **Quidam** » 04 Jan 2007, 01:31

rwin59 a écrit:par contre il y a un problème en recopiant je m'apercois de ceci :

masse de l'hélium : m = rho * V
4,46 * 0,18 = 0,8028 kg donc

POids total :
5,8028 * 9,8 = 56,86744N
Poussée d'Archimède : Pa = 1,3 * 4,46 * 9,8 = 56,8204N
Que fais-je parce que mes vérification (calculs de poussée d'Archimède et calcul du poids ) sont faux si l'on se réfère à l'hypothèse ; il faut que la poussée d'Archimède soit supérieure au poids total du ballon ??

Evidemment ! Tu fais des calculs avec 4 chiffres de précision ! C'est bien normal que le quatrième chiffre soit faux !
Si tu veux plus de précision, tu peux :

.

Masse de l'hélium : V*0.18=0,80357142857142857142857142857143
Masse totale : 5,8035714285714285714285714285714
Poids total : 5,8035714285714285714285714285714 * 9.8 = 56,875 newtons
Poussée d'Archimède : V*1,3 = 56,874999999999999999999999999991 newtons

par **Dominique Lefebvre** » 04 Jan 2007, 10:04

rwin59 a écrit:par contre il y a un problème en recopiant je m'apercois de ceci :

masse de l'hélium : m = rho * V
4,46 * 0,18 = 0,8028 kg donc

POids total :
5,8028 * 9,8 = 56,86744N
Poussée d'Archimède : Pa = 1,3 * 4,46 * 9,8 = 56,8204N

Je pourrai répondre que le volume doit ètre SUPERIEURE à 4,46m-3 mais la consigne dit calculer le volume d'hélium nécessaire pour que la poussée d'Archimède
permette le décollage du ballon.

Que fais-je parce que mes vérification (calculs de poussée d'Archimède et calcul du poids ) sont faux si l'on se réfère à l'hypothèse ; il faut que la poussée d'Archimède soit supérieure au poids total du ballon ??

Je dis que le volume d'hélium doit étre > à 4,46m-3 ?? merci de me donner une réponse

Bonjour,

Dis-moi, as-tu déjà entendu parlé de "chiffres significatifs" et de "précision" ?

Ton énoncé donne la masse volumique de l'hélium avec deux chiffres après la virgules (ça fait combien de chiffres significatifs?).

Tu n'as donc pas le DROIT d'exprimer tes résultats avec une meilleure précision! Ton "0,8028 kg", par exemple, est purement fantaisiste et il est dommage que ton prof de physique ne t'ai pas appris ce genre de chose avant de vous lancer dans des exos de physique (bien qu'ahma, il l'ait fait...)

par **Quidam** » 04 Jan 2007, 10:22

Dominique Lefebvre a écrit:Tu n'as donc pas le DROIT d'exprimer tes résultats avec une meilleure précision!

Ma réponse était excessive, la tienne raisonnable ! La mienne était matheuse, la tienne celle d'un physicien ! Tu es le meilleur Dominique, comme d'habitude !

Bien entendu, nous sommes d'accord à 100% !

par **Dominique Lefebvre** » 04 Jan 2007, 10:50

Quidam a écrit:Ma réponse était excessive, la tienne raisonnable ! La mienne était matheuse, la tienne celle d'un physicien ! Tu es le meilleur Dominique, comme d'habitude !

Bien entendu, nous sommes d'accord à 100% !

Nos réponses se complètent Quidam! La mienne n'est pas meilleure...

Je suis désolé de constater parmis nos amis que des fondements de la pratique de la physique restent ignorés à ce point: la notion de précision des résultats, les ordres de grandeur, l'analyse dimensionnelle simple, etc.

Je suis pourtant certain que les prof de physique parlent de ces nitions dans leurs cours. Mais elles doivent être jugées ennuyeuses et sans intérêt!

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