Physique poussée d'Archimede

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elie974
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Physique poussée d'Archimede

par elie974 » 06 Oct 2018, 23:14

Bonjour,
j'ai un exercice sur la poussé d'archimede, j'ai quelque doute sur mes réponses et j'aimerais avoir vos avis sur la question merci ! voici l'énnoncé
On veut utiliser du plastique en mousse (p=0,58 g.cm3) comme matériel de survie.
Quel volume de plastique doit-utiliser si l'on veut que 20% du volume d'un homme de 80kg émerge de l'eau (p=1000 Kg.m3)? La masse volumique moyenne de l'homme est de 1,04 g.cm3

Alors j'ai donc procéder:
On a un systeme: (homme et plastique)
bilan des forces: le systeme étudier est soumit a son poids P et a la poussé d'archimede π

On pose P=(m+m').g

V(totale)=80/(1,04.1000)=0,076 m3 mais on veut que 80% de ce volume soit immergé, soit 0,0608 m3
on pose ainsi π=(V(plastique)+0,0608).p(eau).g

π=(V(plastique)+0,0608).1000.9,8
on veut savoir le volume de plastique nécessaire a la donc on pose:
P+π=0
-(m+m').g+(V(plastique)+0,0608).p(eau).g=0

c'est ici que je bloque, car j'ai une équation à deux inconnues et je me demande si dans l'expression de P je ne devrais pas enlever la masse m' du plastique car p(plastique) est inférieur à p(eau) donc le plastique flotte et ainsi je me retrouverais avec juste le volume comme inconnue et je pourrais résoudre mon équation.
Si quelqu'un pouvait m'éclairer où me dire ou je me suis tromper ça m'aiderai beaucoup !!! :D :D



qaterio
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Re: Physique poussée d'Archimede

par qaterio » 06 Oct 2018, 23:19

Bon j'ai lu entre les lignes, mais m' ne peut-il pas s'exprimer avec V(plastique) et p (plastique) ?

qaterio
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Re: Physique poussée d'Archimede

par qaterio » 06 Oct 2018, 23:22

Et je penses que tu devrais garder 100% d'écriture littérale jusqu'à la fin. Tu te pommerais moins, mais ça, c'est mon avis.

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Ben314
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Re: Physique poussée d'Archimede

par Ben314 » 06 Oct 2018, 23:33

Salut,
elie974 a écrit:V(totale)=80/(1,04.1000)=0,076 m3 mais on veut que 80% de ce volume soit immergé, soit 0,0608 m3
Perso, le truc qui me semble pas clair du tout (du tout...) dans l'énoncé, ben c'est justement ça : O.K., on veut qu'il y ait 20% du bonhomme qui soit hors de l'eau, mais qu'en est-il de la bouée en plastique ?

Il est bien évident qu'on ne va pas mélanger de façon homogène la partie "bonhomme" et la partie "plastique" de "l'objet" bonhomme+plastique (*) donc je ne vois pas de raison particulière de considérer que la partie plastique du tout doive elle aussi avoir 20% de son volume hors de l'eau.

Et je rajouterais même que, si c'est moi qui devait faire l'exo., je sais pas si je considérerais pas que la partie "plastique", elle est 100% dans l'eau.

(*) Certes, sur le plan théorie, on pourrait,sauf qu'en pratique, je pas sûr que ça aurait un quelconque intérêt de sauver de la noyade un tel mélange...
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Re: Physique poussée d'Archimede

par Ben314 » 06 Oct 2018, 23:45

Sinon, concernant ton calcul, je comprend pas comment tu peut t'y prendre pour avoir deux inconnues : ton (unique) inconnue, c'est soit le volume de plastique, soit le poids de plastique, mais pas les deux vu qu'ils sont lié l'un à l'autre par la masse volumique (connue) du plastique.

EDIT : pas vu que c'était ce que disait qaterio juste en dessous...
Modifié en dernier par Ben314 le 06 Oct 2018, 23:47, modifié 2 fois.
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elie974
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Re: Physique poussée d'Archimede

par elie974 » 06 Oct 2018, 23:46

Ha mais oui c'est vraie j'ai complètement oublié ce détail
du coup ça me donnerais m'=V(plastique).p(plastique)
on a donc : V(plastique)=((m.g)-(V(homme).p(eau).g))/((p(plastique).g)-(p(eau).g))
et on obtient V(plastique)= 0,045 m3 du coup on 45000 cm3 de plastique ... c'est pas un peu beaucoup ?

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Re: Physique poussée d'Archimede

par Ben314 » 06 Oct 2018, 23:49

C'est assez illisible tes trucs :
- Utilise MimeTeX pour rendre plus lisible tes équations dès le départ.
- Précise une bonne fois pour toute quelle lettre (avec éventuellement un indice, mais pas plus) désigne quoi et tient toi à la notation.
Exemple :
masse humain ; masse plastique [à déterminer] (en Kg)
densité humain ; densité plastique ; densité eau (en Kg/Litre)
Modifié en dernier par Ben314 le 06 Oct 2018, 23:55, modifié 2 fois.
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Re: Physique poussée d'Archimede

par elie974 » 06 Oct 2018, 23:50

Ben on ne parle pas de bouée mais juste d'un certain volume de plastique ... donc je suppose que on peut considérer que le volume de plastique sera totalement immergé ... enfin c'est ce que je comprend.
Car sinon je ne voit vraiment pas comment faire si on ne considère pas le système (homme+plastique)
et que ainsi le plastique aurait un certain volume immergé ... :?:

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Re: Physique poussée d'Archimede

par elie974 » 06 Oct 2018, 23:53

Oui je sais bien mais j'ai fait au mieux je vais voir pour utiliser MimeTex merci de l'info ! mais après soit le problème est de savoir si mon volume de plastique est totalement immergé ou pas ... et la du coup moi j'ai considéré que oui mais dans le cas contraire je ne sais pas quoi faire ...

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Re: Physique poussée d'Archimede

par Ben314 » 06 Oct 2018, 23:54

elie974 a écrit:Ben on ne parle pas de bouée mais juste d'un certain volume de plastique ... donc je suppose que on peut considérer que le volume de plastique sera totalement immergé ...
Ben alors, ça veut dire que tu as la même interprétation de l'énoncé que moi (i.e. que tout le plastique est sous l'eau) et la partie que j'ai mise en rouge quand je te cite dans le premier post est fausse vu que tu considère que c'est 80% du volume total (humain + plastique) qui est sous l'eau.
Modifié en dernier par Ben314 le 07 Oct 2018, 00:05, modifié 1 fois.
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Re: Physique poussée d'Archimede

par Ben314 » 07 Oct 2018, 00:03

masse humain ; masse plastique [à déterminer] (en Kg)
densité humain ; densité plastique ; densité eau (en Kg/Litre)

(1) Masse totale = (en Kg)

(2) Volume humain = ; Volume plastique = ; Volume immergé = (en Litres)
Masse d'eau déplacée = (en Kg)

Bilan :

A.N. : je trouve 25,5 Kg de plastique environ (soit environ 44 Litres)
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pascal16
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Re: Physique poussée d'Archimede

par pascal16 » 07 Oct 2018, 10:14

en raisonnant comme avec un QCM de vacances (donc des kg passent pour des daN et tout est des litres ou de kg)

la poussée d’Archimède sur le corps immergé à 80% :
volume en litres du corps : 80/1.04
volume immergé : 80*0.80/1.04
poussée d’Archimède en kg sur le corps seul : 80*0.80/1.04

la bouée doit donc compenser la différence : 80 - 80*0.80/1.04 = 18.5 kg environ
la densité de la bouée fait que 58% de son volume (immergé) ne font que compenser son propre poids (de la partie immergée) et 42% servent donc à faire flotter la personne
avec une densité de 1 pour l'eau on a : V*0.42 = 18.5, soit V=44L

le volume minimal est de 44L

c'est le (p=0,58 g/cm3) qui nous met dedans (les frisbees en mousse molle sont en effet assez lourd, ce qui ne doit pas être la meilleure matière et la forme pleine la meilleur forme)

 

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