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Physique, la poussée d'Archimède
Bonsoir, j'ai du mal à comprendre un exercice, on m'a donné la résolution mais même en regardant la résolution je ne comprends pas.
Voici l'énoncé :
"Un enfant a deux ballons de baudruche sphériques remplis d'hélium. Les enveloppes des ballons ont chacune une masse de 3 grammes. Un ballon possède un diamètre de 20 cm, et l'autre possède un diamètre de 30 cm. Si l'enfant libère les deux ballons, combien de temps faudra-t-il au plus rapide pour atteindre le plafond situé 2 mètres plus haut ? (négligez la viscosité de l'air, ρhe = 0,18 kg/m3 et ρair = 1,2 kg/m3)"
Dans la résolution qu'on m'a donné, on calcule le volume du ballon de diamètre = 30 cm puis on calcule son poids, ensuite on calcule la poussée d'Archimède qui agit sur lui et on fait un bilan des forces. On trouve alors une accélération F = m.a et avec cette accélération on trouve la vitesse finale du ballon. Grâce à la vitesse finale on trouve le temps que le ballon prend pour arriver à 2 mètres.
Premièrement, je ne comprends pas pourquoi on considère que le ballon de 30 cm de diamètre alors qu'il y a 2 ballons au départ.
Deuxièmement, je ne comprends pas pourquoi Archimède intervient alors qu'on est pas dans l'eau.
Troisièmement, je ne comprends pas pourquoi on fait un bilan dans forces.
Bonsoir
La poussée d'Archimède existe pour tout corps plongé dans un fluide. Ce fluide peut être l'air. Souvent on néglige la poussée d'Archimède exercée par l'air car elle est négligeable devant le poids du corps. Cela est frai si le corps est solide ou liquide mais pas ici !
Ensuite il faut comparer les accélérations des deux ballons pour savoir le quel monte le plus vite.
Bonjour,
"Premièrement, je ne comprends pas pourquoi on considère que le ballon de 30 cm de diamètre alors qu'il y a 2 ballons au départ."
Bonne question !
"Deuxièmement, je ne comprends pas pourquoi Archimède intervient alors qu'on est pas dans l'eau."
Bonne question, là encore, sauf que le problème n'est pas l'eau ou l'air, mais que le théorème d'Archimède est un théorème de statique des fluides, donc pour étudier un ballon qui accélère....
"Troisièmement, je ne comprends pas pourquoi on fait un bilan dans forces."
Comment pouvez-vous étudier le mouvement d'un objet quelconque si vous ne connaissez pas les forces qui s'appliquent sur lui ?
J'ai trouvé mon accélération qui vaut a = 20,05 m/s[sup]2[sup]
Mais à partir de mon accélération je ne sais pas comment trouver la vitesse et donc ensuite le temps.
Pouvez-vous me donner un coup de main ?
Bonsoir gts2 : aucun problème : les posts croisés sont inévitables ! 
@ justineschul : ce genre d'exercice possède un avantage : il est assez facile d'en vérifier le réalisme. Tu sais très bien que ce genre de ballon monte lentement dans l'air. Or , tu obtiens une accélération près du double de l'accélération de la pesanteur !
Peux-tu détailler ton calcul en explicitant chacune des forces appliquée au ballon ?
Bonjour, mon accélération est correcte car au final j'arrive à la bonne réponse, j'ai réussi à trouvé comment trouver le temps via l'accélération. Merci de votre aide.
Une remarque : pour résoudre le problème, il n'y a pas besoin de calculer : tout est proportionnel au volume (la masse, le poids, la poussée d'Archimède ...) sauf la masse de l'enveloppe m. Par contre il faut bien faire un bilan des forces !
(m+kV)a=k'V : on voit bien que a est une fonction croissante de V donc du rayon.
L'influence de V me semble un peu plus délicate que cela à obtenir. L'expression de l'accélération est un peu plus compliquée que cela dans la mesure où la masse m de la membrane est considérée comme identique pour les deux ballons.
Bin sûr : en divisant le numérateur et le dénominateur de par V on montre bien que l'accélération est une fonction croissante de V mais pas sûr que cela soit évident pour justineschul !
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