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une sphère dans l'eau
Bonjour!
"Une sphère de cuivre de masse m = 880 g est plongée dans de l'eau de masse volumique 1000 kg.m-3.
Son poids apparent est de 7.2 N. La masse volumique du cuivre est de 8800 kg.m-3."
Que peut-on déduire?
A) La sphère est pleine et son volume immergé vaut 160cm3
B) La sphère est creuse et son volume total vaut 100 cm3
C) La sphère est creuse et le volume de sa cavité vaut 60 cm3
D) La sphère est pleine et son volume total vaut 60 cm3
Alors, je commence en tentant une déduction logique, vu que les réponses sont proposées: la masse volumique du cuivre étant plus élevée que celle de l'eau, je crois pouvoir en déduire qu'il coule. (ça commence peut-être mal)
Ensuite, j'en déduis que son poids apparent étant de 7.2 N, la poussée d'Archimède qui s'exerce sur la sphère est de 7.2 N.
Je tente de calculer le volume avec Poussée d'Archimède = masse volumique * V * g
et je trouve un truc bizarre v = 0.000081 m3.
Ca continue aussi mal: je calcule le poids à partir de la deuxième loi de Newton, et je trouve P= 0.8
Puis je me dis que dans mon calcul de la poussée, c'est en réalité la masse volumique du fluide que je dois utiliser, et là ça devient du gros n'importe quoi et je ne sais plus quoi faire pour calculer les volumes et déduire si la sphère est creuse ou pleine.
Voilà, je suis sure que ce n'est pas compliqué dans le fond, mais je pense que je m'embrouille un peu avec les termes, alors si quelqu'un avait le courage de démêler ça un coup pour moi, je pense que j'arriverais peut-être à répondre à l'exercice, surtout que ça ressemble quand même beaucoup à de la déduction.
Dans l'attente d'une réponse, je vous remercie d'avance!
Cordialement,
Tetora
Bonjour,
Les données se comprennent si l'on adopte g 
10 N.kg-1
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Tu connais la masse de la sphère et la masse volumique du cuivre :
Quel est le volume de cuivre de cette sphère ?
_____
Tu peux calculer le poids de cette sphère.
Connaissant le poids apparent tu en déduis la valeur de la poussée d'Archimède.
Connaissant la poussée d'Archimède tu en déduis le volume de la sphère.
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Tu peux alors facilement choisir la bonne réponse...
Bonjour,
Alors, si je vous suis: je calcule (sans me tromper cette fois) que V = 8800/1000 = 8.8 m3
P = 0.8 *10 = 8 N
donc poussée = poids réel - poids apparent = 0.8 N
donc 0.8 = masse volumique de l'eau * volume * 10 = 100000* V
d'où V = 0.8/ 10000 = 0.00008 m3...
Et là, je ne sais plus quoi déduire ^^'
1) Je ne comprends pas le calcul qui conduit à un volume V de 8,8 m3
2) Je ne comprends pas non plus le calcul du poids de la sphère.
Rappel : la masse de la sphère vaut m = 880 g
_________
Commençons par le commencement :
Tu connais la masse de la sphère et la masse volumique du cuivre :
Quel est le volume de cuivre de cette sphère ?
Merci pour votre patience,
Alors, reprenons, parce qu'effectivement je fais n'importe quoi: la masse volumique est égale à la masse divisée par le volume
donc le volume est égale à la masse divisée par la masse volumique
La masse volumique étant en kg.m-3 je convertis 880 g comme étant 0.8 kg
Donc V = 0.8/8800 = 9.0 *10 -5 m3 = 9 cm3
Jusque là c'est bon?...
m = 880 g = 0,880 kg
et le volume ne vaut vraiment pas 9 cm3
Peux-tu recommencer en faisant vraiment attention ?
Alors, avec une valeur moins approximative, je dirais que le volume vaut 10 cm 3
ça marche cette fois? ^^'
= 0,880 / 8 800 = 1.10-4 m3
Ah, zut, je suis nulle aussi en conversion ahah
Alors, il me semble pourtant qu'1 m3 est égal à 10*10^5 m3
donc 1* 10^-4 m3 = 1 cm 3 !!
1 m3 ne peut pas être égal à 10.105 m3 !
Peut-être as-tu voulu écrire que 1 m3 = 10.105 cm3 = 1.106 cm3
ce qui est juste.
En conséquence 1.10-4 m3 n'est vraiment pas égal à 1 cm3
________
Que vaut 1.10-4 m3 (en cm3) ?
Ah je suis vraiment nase, j'ai conclus que 1m3 valait 1*10^4 au lieu de 10^6
Donc ça vaut 100 cm3?
(Si là c'est toujours pas la bonne réponse, ne vous embêtez pas plus longtemps,c'est que mon cas est désespéré!)
Je ne connais pas de cas désespéré si l'élève s'accroche... 
_____
Oui, c'est bon.
Volume de cuivre de la sphère V = 1.10-4 m3 = 100 cm3
_____
On continue...
Tu peux calculer le poids de cette sphère.
Connaissant le poids apparent tu en déduis la valeur de la poussée d'Archimède.
Connaissant la poussée d'Archimède tu en déduis le volume de la sphère.
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Peut-être faut-il y aller pas à pas.
Je suis là et corrigerai au fur et à mesure.
Merci beaucoup en tout cas, j'ai un peu honte de vous faire perdre votre temps quand même, j'arrive à faire des trucs plus durs que ça, mais parfois je bloque bêtement ^^
Alors, pour le poids, j'ai envie de dire que ça ne change rien:
10*0.880 = 8.8 N (c'est un peu plus exacte quand même)
Maintenant, est-ce vrai de dire que la poussée est égale au poids auquel on soustrait le poids apparent?
Je dirais ça par logique, mais j'ai pas vraiment de preuve en fait
Poids de la sphère = m.g = 0,880 
10 = 8,80 N
exact !
Poids apparent = Poids - Poussée d'Archimède
donc
Poussée d'Archimède = Poids - Poids apparent
Application numérique :
Poussée d'Archimède = 8,80 - 7,2 = 1,6 N
exact !
Que vaut donc le volume de la sphère ?
Hem, je dirais que le volume = 1.6/ 10*1000 = 1.6*10^-4 m3
Alors, attention aux conversions, v = 160 cm 3 ...?
Le volume de la sphère est égal au volume d'eau déplacée (puisque, comme tu l'as écrit, la sphère est totalement immergée) :
Poussée d'Archimède = Poids de liquide déplacé = Masse de liquide déplacé g = Volume de liquide déplacé masse volumique du liquide déplacé g
Volume de liquide déplacé = Poussée d'Archimède / (masse volumique du liquide g)
Application numérique :
Volume de la sphère = 1,6 / (1 000 10) = 1,6.10-4 m3 = 160 cm3
exact !
_____
Le volume total de la sphère est 160 cm3
Le volume de cuivre dont est faite la sphère vaut 100 cm3
Quelle est la bonne réponse ? (ce n'est pas A)
Aaah! Elle est donc creuse, puisque son volume de cuivre est inférieur à son volume total, donc elle est creuse et le volume de sa cavité vaut 60 cm3!
Excellent, mais j'aurais jamais pu trouver ça toute seule...
Merci à vous Coll! Et merci pour votre grande patience!^^
(je ne suis pas certaine d'avoir le droit de poster ceci ici, mais si par hasard vous êtes également bon en chimie et que vous avez encore un peu de temps, j'ai posté deux problématiques en chimie niveau terminale (mais je met les niveaux au pif))
Je m'excuse si j'abuse de votre temps!
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