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Niveau seconde
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notion de pression - poussé d'archimède

Posté par
pascale
05-06-12 à 16:36

Bonjour,

Je souhaiterai de l'aide svp.

1 -
Un pavé de 10 cm d'arête pèse 12 kg.
Quel pression exerce-t-il sur le sol?

2 -
Un cylindre de 15 cm de rayon pèse 350 kg. Il repose sur le sol par une de ses bases.
Quelle pression exerce-t-il sur le sol?

3 -
La pression atmosphérique passe de 1 atmosphère à 1,013 atmosphère.
Quelle est la variation en millibars?

4 -
Un pavé de bois (L = 20 cm, l = 10 cm, h = 10 cm) (masse volumique du bois 0,6 kg/l) flotte dans l'eau.
De quelle profondeur s'enfonce-t-il?

5 -
Dans quelles proportions un cube de glace s'enfonce-t-il dans l'eau de mer?

6 -
convertir :
125 pascals en millibars
0,3 bars en pascals
2 atmosphères en millibars
0,105 atmosphère en pascals



Donc pour la question 6, je dirai :

125 pascals en millibars : 1,25 millibars
0,3 bars en pascals : 30 000 pascals
2 atmosphères en millibars : 2026,5 millibars
0,105 atmosphère en pascals : 10639,125 pascals

Pour la question 3, je dirai :
1013 millibars

Pour la question 5, je dirai :
le cube de glace s'enfonce dans l'eau, seule une partie reste émergée. Il s'enfoncera complètement quand la glace fondra progressivement au contact de l'eau moins froide.


Je vous remercie à l'avance pour votre aide,


Pascale

Posté par
Coll Moderateur
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 16:50

Bonjour,

La pression est le quotient d'une force par une surface.
P = F / S
P sera en pascals
si
F est en newtons
S est en mètres carrés

Question 1 :
Tu connais la masse m = 12 kg
il faut en déduire le poids (qui est une force)

Tu connais les dimensions de la base
Il faut en déduire la surface de la base

Posté par
pascale
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 16:52

je sais que la formule pour la 1ère et 2ème question est P = F/S.

P étant la pression en pascal (Pa)
F étant le poids en newton (N)
S étant la surface en m2

mais je n'y arrive pas

Posté par
pascale
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 16:53

justement, la surface doit être en m2 et je ne sais pas comment convertir cm en m2

Posté par
Coll Moderateur
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 16:57

Que vaut, à la surface de la Terre, le poids F d'un corps dont la masse vaut m = 12 kg ?
_________

Le côté vaut 10 cm (10 centimètres)
tu peux aussi écrire que ce côté vaut 0,10 m

Quelle est la surface S d'un carré dont le côté vaut 0,10 m

Posté par
pascale
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 17:01

côté x côté donc 0,10 x 0,10 = 0.01 m

Posté par
pascale
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 17:01

0,01 m2 (pardon)

Posté par
Coll Moderateur
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 17:04

Exact !

L'aire d'un carré de côté 0,10 m vaut bien S = 0,01 m2
_________

Que vaut, sur Terre, le poids F d'un corps dont la masse vaut m = 12 kg ?

Posté par
pascale
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 17:04

donc P = 12/0,1 = 120 pascals

Posté par
pascale
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 17:06

p = 12/0,01 = 1200 pascals

Posté par
pascale
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 17:06

désolée pour l'erreur

Posté par
Coll Moderateur
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 17:20



12 kg c'est la masse de l'objet ; pour calculer la pression il faut connaître la force avec laquelle cet objet "presse" sur la surface. Et cette force c'est son poids

Quel est, sur Terre, le poids d'un objet de masse m = 12 kg

Posté par
pascale
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 17:26

p = m x g
P = 12 x 9.81
p = 117,72

Posté par
Coll Moderateur
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 17:29

Oui, mais à la condition de ne pas oublier l'unité, qui est le newton (symbole : N)

Poids, F, sur Terre, d'un objet de masse m = 12 kg

F = m.g = 12 9,81 118 N

Alors quelle est la pression qu'exerce ce pavé sur le sol ? (n'oublie pas l'unité, sinon je ne pourrai pas te dire si c'est bon ou non).

Posté par
pascale
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 17:30

donc P = F/S = P = 118 / 0,01 = 118000 pascals

Posté par
Coll Moderateur
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 17:33



Pour diviser par 0,01 on multiplie par 100

P = F / S = 118 / 0,01 = 11 800 Pa (ou 11 800 pascals)

A toi, toute seule, pour la deuxième question !

Posté par
pascale
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 17:35

merci je vais essayer de le faire ^^

Posté par
pascale
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 17:37

juste une question, pour F pour le poids et non P?

Posté par
pascale
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 17:37

juste une question, pourquoi F pour le poids et non P?

Posté par
Coll Moderateur
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 17:39

On peut utiliser la lettre que l'on veut.

J'ai choisi P pour la pression. Alors pour ne pas confondre avec le poids et pour être "proche" de l'écriture de la formule P = F / S j'ai pris F pour le poids. D'autre part le poids est une force, donc F ce n'est pas mal...

Posté par
pascale
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 17:41

d'accord, merci

Posté par
Coll Moderateur
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 17:54

Je ne pourrai pas te répondre avant 19 heures (ou un peu plus...)
________

Pour la question 3

Combien de millibars vaut 1 atmosphère ?
Combien de millibars vaut 1,013 atmosphère ?

Quelle augmentation de pression en millibars ?
________

Pour la question 4

Quel est le volume (en litre ; 1 litre = 1 dm3) du pavé de bois ?
Quelle est donc sa masse ?
Quel est donc son poids ?

Quel est donc le volume d'eau qui a le même poids ?
De combien le pavé s'enfonce-t-il ?

Posté par
pascale
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 17:56

d'accord, ca me laisse le temps de me noyer

Posté par
pascale
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 18:41

question 3 :

combien de millibars vaut 1 atmosphère? 1013,25 millibars
combien de millibars vaut 1,013 atmosphère? 1026,42 millibars

Quelle augmentation de pression en millibars? (???)

Posté par
pascale
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 19:07

4 -
Un pavé de bois (L = 20 cm, l = 10 cm, h = 10 cm) (masse volumique du bois 0,6 kg/l) flotte dans l'eau.
De quelle profondeur s'enfonce-t-il?

10 cm = 0,01 m
20 cm = 0,02 m
10 cm = 0,01 m

Posté par
pascale
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 19:08

Quel est le volume (en litre ; 1 litre = 1 dm3) du pavé de bois?

Le volume : 0 ,6 kg/l = 0,6 kg/dm3

Posté par
pascale
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 19:13

oups, non c'est :

10 cm = 0,10 m
20 cm = 0,20 m
10 cm = 0,10 m

Posté par
Coll Moderateur
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 19:17

Question 3 :
oui, 1 atmosphère = 1 013,25 mbar
oui, 1,013 atmosphère = 1,013 1 013,25 1 026,42 mbar

Augmentation de pression : 1 026,42 - 1 013,25 13,2 mbar

Question 4 :

10 cm = 1 dm
20 cm = 2 dm
10 cm = 1 dm

Volume du pavé de bois : 1 2 1 = 2 dm3

Quelle est la masse de ce pavé de bois de 2 dm3 ?
Quel est son poids...

Posté par
pascale
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 19:24

la variation en millibars est 13,2?

Posté par
pascale
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 19:26

effectivement je me suis trompée, j'avais commencé en dm et j'ai tout changé pffff

Posté par
Coll Moderateur
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 19:27

Oui... 13,2 millibars

Posté par
pascale
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 19:28

Quelle est la masse de ce pavé de bois de 2 dm3 ?

m = poids/9,81

Posté par
Coll Moderateur
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 19:32

Ah non... c'est vrai, mais il faut :
. commencer par calculer la masse (tu connais le volume et la masse volumique)
. en déduire le poids

Posté par
pascale
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 19:33

0,6 kg/l x 2 = 1,2

Posté par
pascale
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 19:40

P = m x g

P = 1,2 x 9,81 = 11,77 newtons

Posté par
Coll Moderateur
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 19:52

C'est bon.

Mais fais très attention aux unités (c'est l'une des clefs de la réussite en physique)

la masse ne vaut pas 1,2... 1,2 quoi ?
La masse vaut 1,2 kg
et donc le poids vaut environ 11,77 N

Quel est le volume d'eau qui a ce poids ? (Poussée d'Archimède)

Posté par
pascale
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 19:59

oui, désolée... bon là ca devient de plus en plus difficile

Posté par
Coll Moderateur
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 20:11

Soit un volume V d'eau (par exemple V en litre)
La masse volumique de l'eau est (par exemple en kg/l)
donc la masse de l'eau sera ... (par exemple en kg)
et donc le poids de ce volume d'eau sera ... (par exemple en N)

"Inversement", connaissant le poids de l'eau, on en déduit son volume !

Posté par
pascale
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 20:43

là je n'y arrive pas

Posté par
Coll Moderateur
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 20:53

Masse m d'un corps de volume V et de masse volumique
m = .V

poids de ce corps :
P = m.g

Donc

P = .V.g
____________

"Inversement"

V = P / (.g)

Application numérique :

P = 11,77 N
= 1 kg/dm3
g = 9,81 N.kg-1

V = 11,77 / (1 9,81) = 1,2 dm3

Quelle est la hauteur d'un parallélépipède rectangle de longueur 2 dm, de largeur 1 dm et dont le volume vaut 1,2 dm3 ?

Cette hauteur correspond à la hauteur du pavé de bois immergée dans l'eau.

Posté par
pascale
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 21:03

merci, j'ai pas bien compris mais je regarderai cela plus tard.

Donc, je dirai :

h : 1,2 / 2.1.1
h : 0,6 dm

Posté par
Coll Moderateur
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 21:10

Oui !

Le pavé de bois est enfoncé de 0,6 dm ou 6 centimètres dans l'eau.
__________

Pour faire la question 5 il manque des informations :

Quelle est la masse volumique de la glace d'eau de mer ?
Quelle est la masse volumique de l'eau de mer ?

Posté par
pascale
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 21:18

un grand merci ^^

Concernant la question suivante, je n'ai que ces informations (Dans quelles proportions un cube de glace s'enfonce-t-il dans l'eau de mer?)

j'ai répondu : le cube de glace s'enfonce dans l'eau, seule une partie reste émergée. Il s'enfoncera complètement quand la glace fondra progressivement au contact de l'eau moins froide.

je ne vois pas ce que je pourrai rajouter

Posté par
Coll Moderateur
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 21:23

Soit un cube de glace de volume V
sa masse vaut V.glace
son poids vaut V.glace.g

Il est en équilibre dans l'eau de mer de masse volumique eau s'il déplace un volume v d'eau de mer dont le poids a même valeur que la poussée d'Archimède
le volume v d'eau de mer
a une masse v.eau
et un poids v.eau.g

donc

V.glace.g = v.eau.g

La proportion dont le cube est enfoncé vaut

v / V = glace / eau

Posté par
Coll Moderateur
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 21:25

Tes réponses à la question 6 sont bonnes.

Posté par
pascale
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 21:28

sincèrement, je passe cette question, trop compliqué pour moi

Posté par
pascale
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 21:28

ok merci ca me rassure ^^

Posté par
pascale
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 21:37

il me reste cette question :

Un cylindre de 15 cm de rayon pèse 350 kg. Il repose sur le sol par une de ses bases.
Quelle pression exerce-t-il sur le sol?

donc :

Quel est le volume (en litre ; 1 litre = 1 dm3) du pavé de bois ?
Quelle est donc sa masse ?
Quel est donc son poids ?

Quel est donc le volume d'eau qui a le même poids ?
De combien le pavé s'enfonce-t-il ?

Posté par
pascale
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 21:38

pour le volume, je bloque car en principe c'est avec le rayon et la hauteur mais là j'ai le poids

Posté par
pascale
re : notion de pression - poussé d'archimède 05-06-12 à 21:44

aie je m'embrouille avec tout ce qui est écrit, désolé, je reviens donc sur la question 2, les questions étaient pour la question 4

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