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Poussées d'Archimède

Posté par
nila47 19-10-12 à 20:14

Bonjour tous le monde !

Voilà, j'aurais besoin d'un petit peu d'aide pour un de mes exercices de physiques.
Voici l'énoncer:
Des bouées sont immergées à proximité des épaves sous-marines pour les repérer et permettre l'amarrage d'un petit bateau.
Une bouée est constituée par une boule de rayon 17cm et de poids P=50N. Elle est attachée par un câble à un bloc de béton reposant au fond de la mer.

1- Calculer en cm3 le volume de la bouée.
2- Faire le bilan des forces qui s'exercent sur la bouée. Dire dans quel sens s'exercent ces forces et qui les exercent.
3- On admet que le volume de la bouée est de 20dm3.
      - Calculer la masse du liquide déplacé par la bouée.
      - Calculer la valeur Fa de la poussée d'Archimède.
      - Calculer la valeur Fb/c de la force exercée par la bouée sur le câble.

Merci d'avance pour l'aide que vous m'apporterez pour cet exercice !

Posté par
Marc35re : Poussées d'Archimède 19-10-12 à 20:27

Bonsoir,
Tu peux sûrement apporter une réponse à la question 1.
Quelle est la formule qui donne le volume de la sphère ?

Posté par
nila47re : Poussées d'Archimède 19-10-12 à 20:39

La formule donné est V=4*3.14*r3/3
Et moi j'ai trouvé 20569.

Posté par
nila47re : Poussées d'Archimède 19-10-12 à 20:42

Et ça fait 20590000cm3 ?

Posté par
Marc35re : Poussées d'Archimède 19-10-12 à 20:51

Les unités ne doivent pas être tout à fait au point...
\Large V\,=\,\frac{4}{3}\,\pi\,R^3

\Large V\,=\,\frac{4}{3}\,\pi\,\,0,17^3\,=\,2,05795.10^{-2}\,\,m^3
Donc, en tenant compte des chiffres significatifs (==> 2 ) :
\Large V\,=\,2,1.10^{-2}\,\,m^3\,=\,21\,\,dm^3

Posté par
nila47re : Poussées d'Archimède 19-10-12 à 20:55

Bah la formule marqué c'est celle que j'ai mise et c'est en cm3

Posté par
Marc35re : Poussées d'Archimède 19-10-12 à 23:43

Non, ce n'est pas la même chose... Cela fait 21000 cm3, pas 20590000 cm3

Posté par
nila47re : Poussées d'Archimède 19-10-12 à 23:51

Et pour les autres questions j'ai rien compris

Posté par
Marc35re : Poussées d'Archimède 20-10-12 à 11:51

Pour dije, il faut un lien sur le topic...
Pour les autres questions :

Citation :
2- Faire le bilan des forces qui s'exercent sur la bouée. Dire dans quel sens s'exercent ces forces et qui les exercent.

Il y a trois forces :
- le poids vertical vers le bas. Ilest dû à l'attraction de la Terre.
- la poussée d'Archimède verticale vers le haut. Elle vient de la force due à l'eau sur la partie immergée de la bouée.
- la force due au câble, verticale (vers le bas sans doute, c'est l'objet de la dernière question).
Citation :
3- On admet que le volume de la bouée est de 20dm3.
      - Calculer la masse du liquide déplacé par la bouée.

Ce n'est pas bien précisé dans l'énoncé mais on suppose que la bouée est totalement immergée.
\large m_{liq}\,=\,\rho_{eau}\,V
Citation :
- Calculer la valeur Fa de la poussée d'Archimède.

La poussée d'Archimède est égale au poids du liquide déplacé
\large F_A\,=\,m_{liq}\,g\,=\,\rho_{eau}\,V\,g
Citation :
- Calculer la valeur Fb/c de la force exercée par la bouée sur le câble

Je ne sais pas ce qu'est la force Fb/c mais je crois avoir deviné...
La somme des forces est nulle.
\large \vec{P}\,+\,\vec{F_A}\,+\,\vec{F_c}\,=\,\vec{0}
Les forces étant colinéaires (toutes verticales) :
\large P\,-\,F_A\,+\,F_c\,=\,0

\large F_c\,=\,F_A\,-\,P
Les forces sont comptées positivement vers le bas (c'est arbitraire).
Donc, si Fc est positive, elle est dirigée vers le bas (==> le câble "tire" sur la bouée).
Si Fc est négative, cela veut dire que le câble n'est pas tendu. Autrement dit, le poids est plus grand que la force d'Archimède donc la bouée coule (c'est peu probable ! )

Je te laisse faire les calculs numériques (eau est la masse volumique de l'eau de mer, bien sûr)

Posté par
nila47re : Poussées d'Archimède 21-10-12 à 14:09

j'ai fait toutes les questions sauf la 1.3.3 car je n'est rien compris, j'aimerais que tu m'explique comment tu trouves ces formules s'il te plait.

Posté par
Marc35re : Poussées d'Archimède 21-10-12 à 19:04

"la 1.3.3" ==> c'est quelle question ?

Posté par
nila47re : Poussées d'Archimède 21-10-12 à 19:09

C'est celle ci:
Calculer la valeur Fb/c de la force exercée par la bouée sur le câble.

Posté par
Marc35re : Poussées d'Archimède 21-10-12 à 19:46

Comme la bouée est immobile, la somme des forces qui s'exercent sur elle est forcément nulle.
Il y a 3 forces, comme on l'a vu :
- le poids
- la poussée d'Archimède
- la force de traction du câble
D'où :
\large \vec{P}\,+\,\vec{F_A}\,+\,\vec{F_c}\,=\,\vec{0}
C'est une égalité vectorielle mais tous les vecteurs sont colinéaires. Il suffit de faire une projection sur un axe vertical pour obtenir une égalité algébrique. Le sens positif est choisi arbitrairement vers le bas. Donc P est positif, FA est négative et Fc, la force de traction du câble, dont on ne connaît pas le sens a priori mais qui est certainement vers le bas (donc positive) (sinon le câble ne serait pas tendu).
D'où :
\large P\,-\,F_A\,+\,F_c\,=\,0
Donc :
\large F_c\,=\,F_A\,-\,P
que l'on trouve positive en faisant le calcul.

Posté par
nila47re : Poussées d'Archimède 21-10-12 à 19:56

Mais pourquoi tu mets Fa et Fc alors que l'on parle de Fb/c ?

Posté par
Marc35re : Poussées d'Archimède 21-10-12 à 20:19

La force que j'ai appelée Fc, par souci de simplification, c'est Fb/c.
Sous réserve que j'ai bien compris ce qu'est la force Fb/c...

Posté par
nila47re : Poussées d'Archimède 21-10-12 à 20:23

Et P c'est quoi aussi ?

Posté par
Marc35re : Poussées d'Archimède 21-10-12 à 20:28

Notation classique, utilisée dans l'énoncé d'ailleurs (==> " et de poids P=50N ").
C'est le poids de la bouée.

Posté par
nila47re : Poussées d'Archimède 21-10-12 à 20:32

Ah ouai j'avais pas vu ça ^^. Merci beaucoup de votre aide


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