Avant toute chose, un bonjour chaleureux à tous les membres, car je suis nouveau sur ce forum.
Mon problème avec Archimède...
Tout corps plongé dans un fluide quelconque subit une poussée de bas en haut avec une force égale à celle du poids du volume qu'il déplace.
OK, je comprends bien ceci. Mais, je suis confronté à un problème que je ne parviens pas à résoudre, étant hélas totalement nul en physique.
Je désire construire une demi-sphère d'une contenance de 250 litres (= diamètre de 1m). Je poserai cette sphère à l'envers sur un anneau de section rectangulaire/carrée fermé sur toutes les faces. La roue ne sera donc pas pleine et entourera un vide de même diamètre que la demi-sphère retournée.
Après avoir posé la demi-sphère à l'envers sur cette roue, je pose l'ensemble dans un bassin rempli d'eau.
Je fais ensuite monter l'eau dans la demi-sphère en vidant l'air s'y trouvant emprisonné, jusqu'à ce que l'eau ait complètement rempli la demi-sphère.
De ce fait, l'ensemble roue + demi-sphère vont s'enfoncer dans l'eau.
Je voudrais que la face supérieur de la roue reste au niveau de la surface de l'eau, voire légèrement sous celle-ci, afin que seule la demi-sphère remplie d'eau émerge.
Quelles devraient donc être les sections idéales de cette roue et le diamètre extérieur de celle-ci (diamètre intérieur étant = à 1m) pour obtenir un équilibre entre la poussée de l'eau et le poids de l'ensemble roue + demi-sphère (40Kg ensemble) + eau contenue dans la demi-sphère (= 246,40 Kg)?
Il me semble qu'une roue de diamètres in/ext de 1m/1,50m et d'une hauteur extérieure de 25 cm (épaisseur du matériau = 1cm) n'enfermera pas un volume d'air suffisant (dans ce cas +/- 215 L)pour retenir le dessus de la roue à hauteur du niveau de l'eau.
Voilà le problème que je désire résoudre.
D'avance, merci de tout coeur pour votre intérêt et votre aide éclairée.
PS je peux fournir des esquisses si désiré, mais ne sais pas encore comment les charger ici.
Bonjour,
Une question et une remarque.
Question : en quel matériau est construit cet ensemble ?
Raison de ma question : si le matériau est l'acier (de masse volumique environ 7 850 kg/m3) je trouve pour la masse totale (demi-sphère et anneau en épaisseur 1 cm) un peu plus de 400 kg
10 fois plus que l'estimation que tu annonces.
Remarque : la poussée d'Archimède n'est pas une question de volume d'air enfermé dans l'anneau, mais dépend du volume immergé. Si l'on considère que l'anneau seul est immergé (hauteur 25 cm, diamètre intérieur 1 m et diamètre extérieur 1,5 m) le volume immergé vaut environ 245 litres. Ce volume sera en effet tout à fait insuffisant pour créer une poussée d'Archimède s'opposant au poids des 262 litres d'eau contenus dans la demi-sphère auquel il faut donc ajouter le poids de l'installation.
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