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poussée d Archimède

Posté par
madexplorer
11-02-14 à 15:02

Bonjour a tous,

je voudrais soumettre à la correction un exercice sur la poussée d'Archimède

voici l'énoncée

Un objet homogène en étain de volume V = 1 L repose au fond d'une épave
La poussée d 'Archimède est une force verticale ascendante dont la valeur est = au poids du volume d'eau déplacé.

Données:
masse volumique de l eau    = 0 = 1,0 * 103 kg . m-3
masse volumique de l'étain  =   = 5,75 * 103 kg . m-3

1/Faire l'inventaire des forces qui s'appliquent sur l'objet.

2/Calculer le poids de l'objet et la poussée d'Archimède qui s'appliquent sur l'objet.

3/En déduire la réaction de l'épave qu'exerce sur l'objet.

4/pour faire remonter l'objet on accroche à l'objet un ballon gonflé d'air. A la profondeur où se situe l'épave on peut considérer que la masse volumique de l'air emprisonné vaut 12kg.m-3. quel doit être le volume du ballon pour que la remontée de l'objet soit possible.

1/2/3/ Les forces en présences sont:
- le poids de l'objet P : (caractéristiques): Verticale; vers le bas; 9,8 N * (1/1000)*5,75 * 103 kg = 56,35 N.
- la poussée d'Archimède :  Verticale, vers le haut 1L (1Litre d'eau 1 kilo)* 9,8 N = 9,8 N
- la réaction de l'épave : Verticale (perpendiculaire au plan supposé horizontale) vers le haut, = - (-) = 56,35 - 9,8 = 46,55 N

4/ = 12kg * 9,8 N . m-3 = 117.6 N
il faut 46.55*12/117.6 = 4.75 KG
Soit 4.75*1000/12= 395.83 L d'air ou plus.

la poussée d'Archimède s'additionne à la force de remonté de l'air.


Voilà mon raisonnement,
merci pour vos remarques et à très vite

Posté par
J-P
re : poussée d Archimède 11-02-14 à 16:38

Réfléchis à la question 4 ...

Ta réponse est fausse.
----
Je conteste aussi ce qui a été ecrit sur la poussée d'Archimède pour un objet en contact avec le fond... mais laisse tomber cette remarque.
On pourra y revenir si cela t'intéresse après la fin de ta résolution.

Posté par
madexplorer
re : poussée d Archimède 11-02-14 à 17:43

Bonjour J-P poisson

j'ai tilté en lisant la correction de ce même exercice sur le forum,

il manque la poussé d'Archimède sur le ballon.

poids de 1 m3 = 12kg * 9,8 N . m-3 = 117.6 N
poussée d'Archimède équivalente 1000 L * 9,8 N = 9800 N

soit une force verticale vers le haut de 9800 N - 117,6 N = 9682,4 N pour 12kg d'air.

nous avons un poids de 56,36 N vertical vers le bas.

produite en croie 56,36*12/9682 = 0,07 kilo  soit 70 grammes?

peut être?

merci pour votre rapide question

Posté par
J-P
re : poussée d Archimède 11-02-14 à 18:14

Grace au ballon, il faut "tirer" l'objet vers le haut avec une force > à 46,55 N

Dit autrement, dès que l'objet ne pose plus sur le fond, l'objet tire le ballon vers le bas avec une force de 46,55 N
Le ballon est donc soumis à 3 forces :

- Traction dans le fil (vertical vers le bas de norme 46,55 N)
- Poids du ballon (vertical vers le bas et de norme 12*g * V)
- Poussée d'Archimède de l'eau sur le ballon (vertical vers le haut et de norme 1000 *g * V)

Pour que le ballon remonte (avec l'objet), on doit donc avoir 1000*g * V - 46,55 - 12*g*V > 0

V > 0,0048 m³

V > 4,8 L (en supposant le poids de l'enveloppe du ballon négligeable).

Il faut donc, pour que l'objet remonte, que le volume du ballon soit supérieur à 4,8 L
-----

Sauf distraction.  

Posté par
madexplorer
re : poussée d Archimède 12-02-14 à 11:43

Bonjour J-P

pour éclaircissement,

" Poussée d'Archimède de l'eau sur le ballon (vertical vers le haut et de norme 1000 *g * V)

Pour que le ballon remonte (avec l'objet), on doit donc avoir 1000*g * V - 46,55 - 12*g*V > 0   "


1000 permets juste la conversion du volume en litre d'eau déplacé?

et V en m3.

on passe d'un référentielle fond de l'épave (galiléen) à un référentiel aquatique (non galiléen) ?

merci

Posté par
J-P
re : poussée d Archimède 12-02-14 à 14:05

La poussée d'Archimède a la même norme que le POIDS du volume d'eau déplacé.

La masse volumique de l'eau étant 1000 kg/m³

Le poids (en N) d'un volume V (en m³) d'eau est donc : 1000 * g * V
-----
On ne change pas de référentiel.

Tu confonds référentiel avec le mobile étudié. (confusion fréquente).

Le référentiel est terrestre, le mobile dont ont étudie le mouvement est le ballon.

Le mobile est le ballon.
La somme vectorielle de toutes les forces sur le ballon permet de trouver le sens de déplacement du mobile dans le référentiel terrestre.
-----
Attention, de bien comprendre.



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