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Densité d'une pierre

Posté par
mathiii
16-01-20 à 11:46

Bonjour
Une pierre pèse 90N à l'air et 50 N quand elle est complètement immergée dans l'eau
Quelle est la densité de la pierre
Svp pouvez vous m'aider et me donner des conseils sur comment je dois penser pour resoudre des tels exercices
Merci d'avance

Posté par
odbugt1
re : Densité d'une pierre 16-01-20 à 12:33

Bonjour,

La différence entre les poids apparents de la pierre dans l'air et dans l'eau est égale à la poussée d'Archimède exercée par l'eau sur la pierre ( On néglige la poussée d'Archimède exercée par l'air sur la pierre )

D'autre part, cette poussée d'Archimède est aussi égale au poids de l'eau déplacée par la pierre immergée.

Ces deux points permettent de calculer le volume de la pierre, et par suite sa masse volumique, puis sa densité.
Tu auras besoin de la valeur de la masse volumique de l'eau qui ne figure pas dans l'énoncé, mais qui est supposée connue.

Posté par
mathiii
re : Densité d'une pierre 16-01-20 à 12:43

Rebonjour
D'accord alors j'ai calculer le volume déplacé a partir de la formule de la poussée d'archimède j'obtiens un volume de 4*10-3 L
Ensuite de la formule P=m/v je trouve P qui est 250 kg/m^3
Ensuite de la formule de la densité je trouve d= p/peau et je touve 0.25 or cette solution ne figure pas dans les propositions données
Pouviez vous maider

Posté par
mathiii
re : Densité d'une pierre 16-01-20 à 14:02

Pouvez vous m'aider svp

Posté par
odbugt1
re : Densité d'une pierre 16-01-20 à 15:58

Ta démarche, bien qu'insuffisamment  expliquée me semble correcte.

Si c'est bien le cas 2 possibilités.
Soit tu as fait une ou plusieurs erreurs de calcul que je ne peux pas déceler.
Soit la liste des propositions contient des erreurs, ce qui est hélas fréquent dans les QCM

Je suggère :
a) Que tu fasses des calculs littéraux avec application numérique seulement à la fin et que tu postes l'ensemble.
b) Que tu communiques la liste des solutions afin que je la compare avec mon propre résultat.

Posté par
mathiii
re : Densité d'une pierre 16-01-20 à 16:06

Les choix sont 0. 44 0.56 1.25 1.80 2.25
En premier lieu j'ai fait : Pa=90-50=40
Ensuite pa=volume deplace * masse fluide *g
Volume deplace = pa / masse fluide *g
                                    =40/1000*9.80
                                    =4*10^-3 m^3 ou l
Ensuite p=m/v = 1/4*10^-3=250kg/m^3
Ensuite densite =p/peau = 250 /1000 =0.25
C'est ce que j'ai fait

Posté par
odbugt1
re : Densité d'une pierre 16-01-20 à 16:35

Le résultat que j'ai trouvé figure bien dans la liste, donc le problème n'est probablement pas là.

Soit F la poussée d'Archimède,
Pa, Pe les poids apparents de la pierre dans l'air et dans l'eau
ρe , ρ les masses volumiques de l'eau et de la pierre.
g l'intensité de la pesanteur
m la masse de la pierre, V son volume et d sa densité

On a vu que F = Pa - Pe
D'autre par F = ρe * V * g
Pa = m*g
ρ = m/V
d = ρ / ρe

En combinant tout cela j'ai trouvé que d = Pa / (Pa  - Pe )
Je te laisse le soin de retrouver ce résultat.

Posté par
mathiii
re : Densité d'une pierre 16-01-20 à 16:49

Mais si je calcul chacune individuallement
Je trouve pour le volume 4*10^-3L
Je touvea masse de la pierre de 9.18 kg
Ro =2.29*10-3
Et densite 2.29 *10-6
Pouvez vous me dire a quel stage j'ai fait une faute car la forme de combinaison de la densité que vous avez proposé j'ai pas pu la chercher

Posté par
odbugt1
re : Densité d'une pierre 16-01-20 à 17:06

Poussée d'Archimède = 90 - 50 = 40N
Volume d'eau déplacé = Volume de la pierre = 40 / (1000 * 10 ) = 4.10-3
Masse de la pierre : 90/10 = 9 kg
Masse volumique de la pierre  = 9 / 4.10-3 =2250 kg/m³
densité : 2250 / 1000 = 2,25

Posté par
mathiii
re : Densité d'une pierre 16-01-20 à 17:12

Ahh c'était une faute de frappe a la calculette
Merci infiniment j'ai tout saisi
Si je peux me permettre de vous posez encore un truc pouvez vous m'aider dans les exos d'optiques a la presence de 2 lentilles non accolé genre comment chercher O1O2 et... Soit par un cours avec des exemples soit j'envoie un exo pour que vous me l'expliquer j'en serai reconnaissante
Votre aide m'ai précieuse
Cordialement

Posté par
odbugt1
re : Densité d'une pierre 16-01-20 à 17:19

Il est interdit de poster 2 sujets différents dans un même topic.
Il te faut ouvrir un nouveau sujet.
Ne demande pas qu'on te fasse un cours. Le forum ne s'y prête pas.
Quelqu'un te répondra, mais ce ne sera pas forcément moi.

Posté par
mathiii
re : Densité d'une pierre 16-01-20 à 17:20

Oui je le posterai dans un autre sujet
Mercii infiniment

Posté par
Vertigo
re : Densité d'une pierre 17-01-20 à 19:45

Bonsoir à tous,

Et sans négliger la poussée d'Archimède de l'air ambiant lors de la pesée de la pierre à l'air libre ? (en prenant par exemple 1,2 g/litre comme valeur de la masse volumique de l'air)

La résolution de l'exercice dans cette hypothèse ne me paraît pas dépasser le niveau d'une terminale S, et c'est peut-être ce qui était demandé par le rédacteur de l'énoncé ?

Vertigo

Posté par
Vertigo
re : Densité d'une pierre 20-01-20 à 21:32

Bonsoir à tous,
Je livre ci-après, “pour la beauté du geste” le résultat du calcul de la densité de la pierre sans négliger la poussée de l'air lors de la pesée à l'air libre.

De la pesée de la pierre “à l'air libre”, on peut tirer l ‘égalité :
.V.g - a.V.g = 90N (1)
De la pesée de la pierre immergée dans l'eau, on peut tirer l'autre égalité :
.V.g - e.V.g = 50N (2)
( étant la masse volumique de la pierre ; a celle de l'air ambiant ; et e celle de l'eau.

En soustrayant membre à membre les 2 égalités (1) - (2), il vient :
e.V.g - a.V.g = 90N - 50N = 40N d'où :

V.g{\color{Blue}  = \frac{40N}{\left ( \rho e-\rho a \right )}}
Puis, en rapprochant (2) et (3), on peut écrire :

\frac{40N}{\left ( \rho e-\rho a \right )} = \frac{50N}{\left ( \rho -\rho e \right )}
D'où :
\left ( \rho -\rho e \right ) = \left ( \rho e -\rho a \right ).\frac{50}{40}
Et finalement :

Densité = \frac{\rho }{\rho e} = \frac{\left ( \rho -\rho e \right )}{\rho e} + 1 = \left [ \frac{50}{40}.\frac{\left ( \rho e-\rho a \right )}{\rho e} \right ]  +  1

Soit, en prenant 1000g/litre comme masse volumique de l'eau et 1,2 g/litre pour celle l'air :

Densité de la pierre par rapport à l'eau = 2,2485
Sauf erreur de transcription..
Mais il y a peut-être une méthode plus simple pour arriver au résultat ?

Cordialement

Vertigo



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