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Niveau licence
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poussée d'archimède et hydrostatique

Posté par
Peromyscus
16-10-17 à 17:54

Bonjour à tous !
Je dois aider des étudiants de première année de licence à résoudre un exercice de physique mais tout ça est un peu loin pour moi et j'ai du mal sur la deuxième partie.

Voici l'énoncé:
Au cours d'une tempête d'importants flots d'eau passent par dessus un navire menaçant de le faire couler. La coque est modélisée par un parallélépipède rectangle de base S= 5000m^2 et de hauteur H=20m. La coque de masse 50000 tonnes sera considérée comme vide de toute structure. La masse volumique de l'eau de mer est de 1000kg/m^3 et g=10m/s^-2. On appelle z la profondeur à laquelle se trouve le fond de la coque par rapport au niveau de la mer. Patmosphérique=10^5Pa.

Partie A: avant la tempête le fond de la coque est à une profondeur zo
1) Bilan des forces qui s'exercent sur le système et représentation sur schéma

Réponse: poids et poussée d'archimède tel que P=A

2) Déterminer la position d'équilibre zo de la coque

Réponse: j'ai trouvé 10mètres avec volume immergé de 50 000m^3 et volume total de la coque de 100 000 m^3(j'ai fait le rapport des deux, 0,5 puis divisé H par 0,5 donc 10m)

Partie B: Pendant la tempête
3) On suppose que la coque est remplie jusqu'à une hauteur h par rapport au fond de la coque. Déterminer la nouvelle position d'équilibre h en fonction de z et des autres grandeurs caractérisant le systèmes

Réponse: je suis partie des lois de l'hydrostatique pour trouver la pression au point au fond de la coque qui est de 20*10^4 Pa et ce qui ne va pas c'est que je trouve mon h=10mètres...
Je pense qu'il y a un souci et je suis complètement bloquée (pourtant les conversions sont justes)

4) En déduire que z-h est une constante dont la valeur ne dépend pas de h et trouver hm de h pour que la coque sombre

Et donc pour les deux questions de partie B je sèche...
Est-ce que quelqu'un pourrait m'éclairer ?

Je suis désolée de ne pas pouvoir mettre les schémas qui sont fournis mais j'espère que l'énoncé est clair.

Merci beaucoup pour votre aide !

Posté par
vanoise
re : poussée d'archimède et hydrostatique 16-10-17 à 18:42

Bonsoir
En notant M la masse de la coque vide, S l'aire de la base, le poids de la coque remplie d'eau sur une hauteur h est :
P=M.g+eau.S.g.h
Si la coque s'enffonce dans l'eau d'une hauteur h, la poussée d'Archimède a pour intensité :
A=eau.g.S.z
Il te suffit d'écrire la condition d'équilibre... Cela conduit bien à (z-h) = constante

Posté par
quarkplus
re : poussée d'archimède et hydrostatique 16-10-17 à 18:56

Bonjour ,
A- 2  : comment trouvez vous 10 m   ?  Pourquoi cette division par 2  ?  Votre calcul ne tient pas compte du poids de la coque ?  Donc , il est faux  .  
Vous avez écrit au dessus une condition que vous n'appliquez pas  .

Posté par
Peromyscus
re : poussée d'archimède et hydrostatique 16-10-17 à 19:17

Ok j'ai compris pour la position d'équilibre, merci beaucoup
Par contre pour la première partie j'utilise la relation du début pour trouver mon volume immergé puis je fais un rapport pour avoir la hauteur.
Je suis désolée, tout ça remonte à loin et du coup c'est un peu compliqué pour moi



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