Poussée d'Archimède

[novicemaths]

Bonjour

Voici, l'énoncé.

Exprimer et calculer la valeur de la poussée d'Archimède exercé par de l'eau sur une bille en verre de masse m, de rayon R, à moitié immergé dans une flaque d'eau.

Donnée: m=10,9 g; masse volumique de l'eau : 1000 ; masse volumique de l'air: 1,3 ; masse volumique du verre 2 600 ; g=9,81; rayon de la bille 1 cm

Méthode:

La formules est PA= pVg

Avec p la masse volumique de l'eau et g pour la gravité.


Je ne sais pas comment faire avec V la masse volumique de l'eau déplacé (comment la calculé?).

Pourriez vous m'aider à finir ce calcul?

Merci.

A +

[Valentin03]

Bonjour

Voici, l'énoncé.

Exprimer et calculer la valeur de la poussée d'Archimède exercé par de l'eau sur une bille en verre de masse m, de rayon R, à moitié immergé dans une flaque d'eau.

Donnée: m=10,9 g; masse volumique de l'eau : 1000 ; masse volumique de l'air: 1,3 ; masse volumique du verre 2 600 ; g=9,81; rayon de la bille 1 cm

Méthode:

La formules est PA= pVg

Avec p la masse volumique de l'eau et g pour la gravité.


Je ne sais pas comment faire avec V la masse volumique de l'eau déplacé (comment la calculé?).

Pourriez vous m'aider à finir ce calcul?

Merci.

A +

Il faut chercher la formule du volume de la sphère (qui doit commencer par pi*R....
Comme elle est à moitié immergée, tu divise par 2
C'est le volume d'eau déplacée

[Black Jack]

Juste parce que cela me fait tiquer :

Rappel : (piqué sur Wiki) :

« Tout corps plongé dans un fluide au repos, entièrement mouillé par celui-ci ou traversant sa surface libre , subit une force verticale, dirigée de bas en haut et opposée au poids du volume de fluide déplacé ; cette force est appelée poussée d'Archimède. »
*****

Le "entièrement mouillé par celui-ci ou traversant sa surface libre" exclut la possibilité d'un objet touchant le fond... condition "oubliée" par une grosse majorité (y compris les profs).

:zen:

[Valentin03]

Juste parce que cela me fait tiquer :

Rappel : (piqué sur Wiki) :

« Tout corps plongé dans un fluide au repos, entièrement mouillé par celui-ci ou traversant sa surface libre , subit une force verticale, dirigée de bas en haut et opposée au poids du volume de fluide déplacé ; cette force est appelée poussée d'Archimède. »
*****

Le "entièrement mouillé par celui-ci ou traversant sa surface libre" exclut la possibilité d'un objet touchant le fond... condition "oubliée" par une grosse majorité (y compris les profs).

:zen:

Si l'objet touche le fond, on n'est plus dans le cadre de la poussée d'Archimède, puisqu'elle a été vaincue (le poids de l'objet est supérieur à la poussée. (sauf cas limite d'effleurement).
Le "entièrement mouillé" doit faire référence au fait que seule la partie mouillée est susceptible à la poussée. (la partie non mouillée étant reportée en poids sur la partie mouillée).
La "surface libre" étant celle du fluide.

[Black Jack]

Si l'objet touche le fond, on n'est plus dans le cadre de la poussée d'Archimède, puisqu'elle a été vaincue (le poids de l'objet est supérieur à la poussée. (sauf cas limite d'effleurement).
Le "entièrement mouillé" doit faire référence au fait que seule la partie mouillée est susceptible à la poussée. (la partie non mouillée étant reportée en poids sur la partie mouillée).
La "surface libre" étant celle du fluide.

Pas vraiment.
Il existent toujours bien une force exercée par l'eau sur l'objet ... mais elle ne peut pas se calculer par Volume immergé * g * Rho(fluide)

Et ce n'est pas "entièrement mouillé" mais bien "entièrement mouillé par celui-ci ou traversant sa surface libre"

Donc pas de soucis que le corps flotte ou non ... mais il ne peut en tout cas reposer sur le fond.

Un corps en train de descendre dans l'eau ... et n'ayant pas dejà touché le fond, subit bien, entre autres, la poussée d'Archimède, telle qu'on l'a calcule classiquement.

Dans le cas de l'exercice, le fait qu'une demi boule dépasse de l'eau n'est pas un problème ... mais par contre, le fait qu'elle touche le fond (et probablement pas par un point (de surface nulle) puisque le fond n'est pas obligatoirement plan) implique que le calcul de la poussée d'Archimède par la "formule classique" est pour le moins "discutable".

Il n'empêche que je suis sûr que c'est quand même le "calcul classique" qui est attendu par le prof ... même si c'est bancal.

:zen:

[Valentin03]

Pas vraiment.
Il existent toujours bien une force exercée par l'eau sur l'objet ... mais elle ne peut pas se calculer par Volume immergé * g * Rho(fluide)

Et ce n'est pas "entièrement mouillé" mais bien "entièrement mouillé par celui-ci ou traversant sa surface libre"

Donc pas de soucis que le corps flotte ou non ... mais il ne peut en tout cas reposer sur le fond.

Un corps en train de descendre dans l'eau ... et n'ayant pas dejà touché le fond, subit bien, entre autres, la poussée d'Archimède, telle qu'on l'a calcule classiquement.

Dans le cas de l'exercice, le fait qu'une demi boule dépasse de l'eau n'est pas un problème ... mais par contre, le fait qu'elle touche le fond (et probablement pas par un point (de surface nulle) puisque le fond n'est pas obligatoirement plan) implique que le calcul de la poussée d'Archimède par la "formule classique" est pour le moins "discutable".

Il n'empêche que je suis sûr que c'est quand même le "calcul classique" qui est attendu par le prof ... même si c'est bancal.

:zen:

Quand l'objet touche le fond, la poussée a été vaincue, mais continue de s'exercer.
Donc, au niveau du calcul de la poussée, peu importe que l'objet touche le fond ou non.
Il est simplement plus "léger" sur le fond.

[Skullkid]

Donc, au niveau du calcul de la poussée, peu importe que l'objet touche le fond ou non.
Il est simplement plus "léger" sur le fond.

Au contraire, Black Jack dit justement que le calcul de la force exercée par le fluide sur l'objet immergé n'est plus du tout le même si l'objet est en contact avec le fond. D'ailleurs on n'appelle plus cette force "poussée d'Archimède" dans ce cas.

Physiquement, la poussée d'Archimède c'est la résultante des forces de pression sur la surface de l'objet. Quand un fluide est en équilibre dans un champ de pesanteur, sa pression augmente avec la profondeur (intuitivement, le haut du fluide pèse sur le bas du fluide et le comprime). C'est cette différence de pression qui cause une résultante orientée vers le haut.

Dans le cas où l'objet flotte (= traverse la surface libre du fluide sans toucher de paroi), les détails du calcul changent un peu mais le résultat reste conforme au poids du liquide déplacé.

Par contre, si ton objet touche une paroi solide, le fluide n'exerce aucune pression sur la zone de contact entre ton objet et la paroi, donc la force résultante peut changer du tout au tout.

[Valentin03]

Si on suit ton raisonnement, une feuille de liège posée sur un fond plat reste au fond.
Ce serait intéressant de calculer les dimensions poids qui permettent le phénomène.

[Mathusalem]

Si on suit ton raisonnement, une feuille de liège posée sur un fond plat reste au fond.
Ce serait intéressant de calculer les dimensions poids qui permettent le phénomène.

C'est en principe vrai, néanmoins il peut s'avérer extrêmement compliqué d'enlever le film d'eau entre la feuille et le fond.

[Minuitdixhuit]

On touche le fond là...

Je rappelle qu'Archimède était assis au fond de sa baignoire et la tête hors de l'eau quand il a eu cette intuition géniale.
En conséquence de quoi la poussée d'Archimède est la même, c'est à dire le poids du volume du fluide déplacé.
Anisi, tout en gardant les pieds sur terre, nous subissons une poussée verticale de bas en haut égale au volume d'air que nous brassons.

[Black Jack]

On touche le fond là...

Je rappelle qu'Archimède était assis au fond de sa baignoire et la tête hors de l'eau quand il a eu cette intuition géniale.
En conséquence de quoi la poussée d'Archimède est la même, c'est à dire le poids du volume du fluide déplacé.
Anisi, tout en gardant les pieds sur terre, nous subissons une poussée verticale de bas en haut égale au volume d'air que nous brassons.

NON

Prend une ventouse dont la masse volumique est un poil inférieure à celle de l'eau.
Placée dans l'eau ... elle flotte.

Tu appliques la ventouse sur le fond (pour la faire "coller" au sol) et la ventouse reste dans le fond.

Il te reste à méditer là dessus et à corriger les fausses idées que tu te fais de la poussée d'Archimède.

Maintenant, la difficulté d'évacuer l'eau sous les objets posés au fond de l'eau (ou l'air sous les objets posés dans l'air) reste présente.

:zen:

[Minuitdixhuit]

NON

Tu appliques la ventouse sur le fond (pour la faire "coller" au sol) et la ventouse reste dans le fond.
Il te reste à méditer là dessus et à corriger les fausses idées que tu te fais de la poussée d'Archimède.

:zen:

Oui, tu as raison, et je médite aussi sur ta ventouse...
Je l'ai "collée" contre le carrelage mural de ma salle de bain et la gravitation universelle a disparue ! La ventouse quoique plus dense que l'air (et douée de masse) est restée en place comme en apesanteur !
:marteau:

[tototo]

Bonjour

Juste pour dire que le volume d'une sphere est egale a (4/3)*pi*r^3=(4/3)*pi*(0,01)^3=....m^3