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Dm de physique : calcul de masse volumique

Posté par fabienleb (invité) 25-10-04 à 15:30

Bonjour,

Désolé d'etre legerement hors sujet mais j'ai besoin d'aide pour mon dm de physique !

_On considère une bouée de volume V=1 m cube, constituée d'un matériau de masse volumique p. La bouée est completement immergée et immobile, et lestée par une chaîne de m=200kg. On néglige la poussée d'archimède sur la chaîne. La masse volumique de l'eau est égale à 1000 kb.m cube.

1) Calculer p
2) Que se passerait-il si la bouée se détacherait?


Merci de votre aide !

Posté par fabienleb (invité)re : Dm de physique : calcul de masse volumique 25-10-04 à 15:42

Desolé je me suis trompé, a la fin de l'enoncé, la masse volumique de l'eau est égal a 1000kg.m cube, pas 1000kb.m cube......

Posté par fabienleb (invité)re : Dm de physique : calcul de masse volumique 25-10-04 à 16:37

SVP aidez moi ca me ferais vraiment plaisir rien que de comprendre la méthode

Posté par
Belge-FDLEre : Dm de physique : calcul de masse volumique 25-10-04 à 17:13

Salut fabienleb ,

Alors, tout d'abord, il faut se rappeler que la formule de la poussée d'archimède est la suivante :

2$\rm~\pi~=~V.\rho.g~~~~~~avec~\{{\pi(N)\\V(m^{-3})\\\rho(kg.m^{-3})\\g=9,81~N.kg^{-1}}

Alors, cela nous donne en gardant la masse volumique 2$\rho d'un côté et en faisant paser le reste de l'autre côté :

2$\rm~\rho~=\frac{\pi}{V.g}~~~~~~avec~\{{\pi(N)\\V(m^{-3})\\\rho(kg.m^{-3})\\g=9,81~N.kg^{-1}}

On va donc calculer la Poussée d'archimède 2$\pi, car on connait déjà V et g.
On note P le poids de la chaîne.
Le fait que la bouée soit immobile, nous indique que les force se compensent.
On a donc :

2$\rm~\pi~=~P

Or, on sait que :

2$\rm~P~=~m.g~~~~~~avec~\{{P(N)\\m(kg)\\g=9,81~N.kg^{-1}}

d'où   2$\rm~P~=~200\times9,81
càd   2$\rm~P~=~196.10~N

On a donc : 2$\rm~\pi~=~P~=~196\times10~N

On a donc, par suite :

2$\rm~\rho~=\frac{\pi}{V.g}~~~~~~avec~\{{\pi(N)\\V(m^{-3})\\\rho(kg.m^{-3})\\g=9,81~N.kg^{-1}}

d'où  2$\rm~\rho~=\frac{1960}{1\times9,81}
càd  2$\rm~\rho~=2\times10^2~kg.m^{-3}

Voili, voilou . Si tu as des questions, n'hésite pas.

À +

Posté par
Belge-FDLEre : Dm de physique : calcul de masse volumique 25-10-04 à 17:46

Non, dsl, j'ai tout faux

Attend, je m'y remets.

Posté par
Belge-FDLEre : Dm de physique : calcul de masse volumique 25-10-04 à 18:10

Re-Salut fabienleb ,

Et dsl pour avoir répondu n'importe quoi précédemment .
J'ai négligé pas mal de chose, à commencer par le poids de la bouée .
Par contre, si il y a bien quelquechose de juste dans mon post précedent (quand même ), c'est que le fait que la bouée soit immobile traduit le fait que les forces se compensent.

On note :
-2$\pi  la poussée d'archimède subie par la bouée
-2$P_c  le poids de la chaîne
-2$P_b  le poids de la bouée.
-2$V  le volume de la bouée
-2$\rho  la masse volumique de la bouée
-2$\mu  la masse volumique de l'eau

Comme les forces se compensent, on a :

2$\rm~\pi~~=~P_c+P_b
2$\rm~\mu.V.g~=~m.g~+~\rho.V.g
2$\rm~\mu.V.g~=~g(m~+~V.\rho)
2$\rm~\mu.V~=~m~+~V.\rho         (on simplifie par g)
2$\rm~\mu.V~-~m~=~V.\rho
2$\rm~\frac{\mu.V~-~m}{V}~=~\rho~~~~~~avec~\{{\mu(kg.m^{-3})\\\rho(kg.m^{-3})\\m(kg)\\V(m^3)}

d'où 2$\rm~\rho~=~\frac{1000\times1~-~200}{1}
càd 2$\rm~\rho~=~800~kg.m^{-3}

Voilà, c'est déjà beaucoup mieux, non?

Alors pour la seconde question...
Comme la masse volumique de la bouée est inférieure à celle de l'eau, le poids de la bouée sera inférieur à la poussée d'archimède subie par celle-ci, et donc la bouée remontera à la surface pour flotter (ce qui, entre parenthèse, est un peu le principe, le but, des bouées )

Voilà, maintenant, ça devrait être juste .
Si tu as des questions, n'hésite pas .

À +

Posté par fabienleb (invité)J hésite... 26-10-04 à 13:32

Hmm il y a quelque chose dont je doute, tu trouves à ton résultat 800 kg par metre cube ! C'est énorme pour une bouée, vu qu'elle fait 1 metre cube cela voudrait dire qu'elle pèse 800kg !!!
Je me trompe?

Ensuite je n'ai pas compris pourquoi tu as remplacé le poids de la chaine Pc m.g , il y a une relation qui existe entre le poids la masse et masse volumique ? Meme question pour Pb qui se remplace par p.v.g .

Quelqu'un peut me répondre? Merci baucoup !

Posté par
Belge-FDLEre : Dm de physique : calcul de masse volumique 27-10-04 à 13:02

Salut Fabienleb ,

J'ai remplacé le poids P par m.g, car c'est comme cela que l'on calcule le poids (qui est une force, et qu'il ne faut pas confondre avec le masse m) :

2$\rm~P~=~m.g~~~~~~avec~\{{P~(poids~en~N)\\m~(masse~en~kg)\\g~(constante)=9,81~N.kg^{-1}}

Ensuite, en ce qui concerne le poids de la bouée, on ne connait pas sa masse, je ne pouvais donc pas utiliser cette formule, par contre, on connait son volume, et on nous demande de chercher sa masse volumique 2$\rm~\rho. Or, tu dois savoir que l'on a :

2$\rm~m~=~V.\rho~~~~~~avec~\{{m~(masse~en~kg)\\V~(volume~en~m^{3})\\\rho~~(masse~volumique~en~kg.m^{-3})}

Donc, on a :

2$\rm~P~=~V.\rho.g~~~~~~avec~\{{P~(poids~en~N)\\V~(volume~en~m^{3})\\\rho~~(masse~volumique~en~kg.m^{-3})\\g~(constante)=9,81~N.kg^{-1}}

Voilà, sinon, pour mon résultat, je pense qu'il est juste, et que même si 800 kg te semblent beaucoup, il faut te rappeler que cette bouée fait quand même 1 mètre cube de volume, soit, à peu près 5 fois une baignoire. En bref, ce n'est pas la petite bouée que l'on prend avec soit à la piscine .

Si tu as encore des questions, n'hésite pas .

À +

Posté par
J-Pre : Dm de physique : calcul de masse volumique 27-10-04 à 15:11

1)
V = 1m³
Poussée Archimède = 1000*9,81 = 9810 N

Poids de la chaine = 200*9,81 = 1962 N

Comme la bouée est immergée totalement et en équilbre, on a avec P le poids de la bouée:

P + 1962 = 9810
P = 7848 N
La masse de la bouée est P/g = 7848/9,81 = 800 kg

La masse volumique de la bouée est donc m/V = 800/1 = 800 kg/m³
-----
2)
Si la bouée se détachait, elle subirait une poussée verticale vers le haut de 9810 - 7848 = 1962 N
Elle remonterait donc verticalement soumise à une force verticale de 1962 N.
-----
Sauf distraction.  

Posté par Thommm (invité)re : Dm de physique : calcul de masse volumique 27-10-04 à 16:43

MERCIIIIIIIII

Posté par Thommm (invité)chtite question 27-10-04 à 16:49

je voudrai un renseignement par curiosité :

c qui les personne qui corigent nos DM ?
paske c sa la plupar du temp : on a d devoir, vou les faite !
je me plaint pa, mai je voudrai bien savoir si c d adulte, d profs ...

merci de repondre

Posté par Thommm (invité)re : Dm de physique : calcul de masse volumique 27-10-04 à 17:35

alor personne ne veu repondre ?
en fait c personne ki corige les exo ...

Posté par
Belge-FDLEre : Dm de physique : calcul de masse volumique 27-10-04 à 19:17

Pour avoir des renseignements sur les personnes du forum, il te suffit de cliquer sur l'icône en forme de tête tout à droite du pseudo de quelqu'un.

En faisant cela, tu aurais par exemple pu voir que je suis à peine plus âgé que toi, puisque je suis en terminale .

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