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Niveau école ingénieur
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Poussé d'archimède ( mécaflu)

Posté par
daxtero
09-12-09 à 12:37

Bonjours,

Voila un exercice de mécaflu sur la poussé d'archimède sur lequel je bloque.


Pour remonté un object qui est posé sur un fond de 43m d'eau douce, qui pèse 33 kg et dont le volume est estimé à 5dm^3, on introduit 18L d'air dans le parachute.

1) Tracer sur un graphe l'évolution de force d'archimède en fonction de la pesanteur

2) Résolution graphique : A quelle profondeur se stabilise le parachute ?



La force d'archimède est censé ne pas varié avec la profondeur, donc je ne comprend pas pourquoi on doit tracer son évolution. Et si elle ne varie pas comment le parachute pourrait se stabiliser ?

Posté par
lulu3324
re : Poussé d'archimède ( mécaflu) 09-12-09 à 12:44

en fait la poussée d'archimède est dirigée vers le haut tout comme la force de traction due au parachute et à l'air (qui tend à tout faire remonter).

L'association Pa+T s'oppose donc de plus en plus au poids de l'objet (donc à la pesanteur) au fur et à mesure que l'on injecte de l'air dans le parachute...

En fin de compte ce n'est pas Pa qui varie mais Pa+T puisque devient de plus en plus forte.

Posté par
daxtero
re : Poussé d'archimède ( mécaflu) 09-12-09 à 12:58

comment utilisé les valeurs numériques donné dans l'énoncé pour répondre aux questions ?

Posté par
J-P
re : Poussé d'archimède ( mécaflu) 09-12-09 à 15:28

lulu3324, c'est un poil plus compliqué que cela.
  
L'énoncé, n'est pas très clair, qu'est ce qu'un parachute vient faire la dedans ?
  
Peut-être s'agit-il d'un ballon gonflable dans lequel on introduit de l'air (sorte de bouée).
  
Il faut alors savoir si les 18 litres d'air dont on parle est un volume à pression atmosphérique ou bien à la profondeur de 43 m. (l'énoncé devrait le préciser).
  
Et comme le volume d'air introduit (à une profondeur donnée), varie avec la pression (PV = nRT), donc aussi si la profondeur d'eau varie par la suite (en cours de remontée), la poussée d'Archimède sur le ballon varie aussi avec la profondeur instantanée.
...
Il est probable que la question 1 aurait du être
... en fonction de la profondeur et pas de la pesanteur.

Bref, un éclaircissement et/ou correction de l'énoncé serai(en)t le(s) bienvenu(s).

Posté par
daxtero
re : Poussé d'archimède ( mécaflu) 09-12-09 à 18:24

Bonjours J-P

Tu as raison j'ai commis une erreur en recopiant l'énoncé il s'agit bien du mot profondeur et non pas du mot pesanteur, mais pour le reste pas de changement il s'agit bien de l'énoncé de l'exercice que nous devons résoudre.

Posté par
daxtero
re : Poussé d'archimède ( mécaflu) 09-12-09 à 18:27

il y'a aussi un schéma ou l'on voit la brique reliée au'parachute' par des fils.
Le parachute dessiné est à moitié rempli d'air.

Posté par
J-P
re : Poussé d'archimède ( mécaflu) 09-12-09 à 18:29

Essaie d'envoyer le dessin sur le site, cela deviendra probablement plus clair.

Posté par
daxtero
re : Poussé d'archimède ( mécaflu) 09-12-09 à 18:41

Voila le schémas que j'ai refais avec l'aide de paint.

Poussé d\'archimède ( mécaflu)

Posté par
daxtero
re : Poussé d'archimède ( mécaflu) 09-12-09 à 20:27

adez moi svp , je doit le rendre pour demain

Posté par
J-P
re : Poussé d'archimède ( mécaflu) 10-12-09 à 10:42

18 L d'air à 43 m de profondeur

Pression absolue à 43 m de profondeur = 101300 + 430000 = 531300 Pascal

PV = nRT
si T est constante, alors PV = constante = 531300 * 18.10^-3 = 9563 (SI)

Pression absolue (en Pascal) à profondeur x (en m) : P(x) = 101300 + 10000*x

P(x).V(x) = 9563

V(x) = 9563/(101300 + 10000*x)
Avec V(x) en m³ le volume occupé par l'air.

Donc la poussée d'archimède (en N) sur l'air est Pa1(x) = Rho_eau * g * V(x)  
Pa1(x) = 1000 * 9,81 * 9563/(101300 + 10000*x) = 9,38.10^7/(101300 + 10000*x)

La poussée d'Archimède sur l'objet est Pa2 = 1000 * 9,81 * 5.10^-3 = 49 N

La poussée d'Archimède totale est Pa(x) = 49 + 9,38.10^7/(101300 + 10000*x)

En négligeant le poids de l'air, l'objet se stabilisera à une profondeur X telle que Pa(X) = m.g

Soit: 49 + 9,38.10^7/(101300 + 10000*X) = 33 * 9,81

Soit X = 24 m
-----
Sauf distraction.  



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