O principedansArchimède prétend que la force de flottabilité agit verticalement et vers le haut sur des corps totalement ou partiellement immergés dans fluidesDe plus, selon ce principe, cette force a la même valeur que le poids du fluide déplacé par l'insertion du corps.
Voirégalement: Hydrostatique – tout ce que vous devez savoir: formules, exemples et exercices
Histoire du principe d'Archimède
Archimède de Syracuse était l'un des plus grands mathématiciens et inventeurs de tous les temps, cependant, sa découverte la plus célèbre fut la forcedansflottabilité. Selon la légende, Archimède aurait découvert le principe de la flottabilité en prenant un bain dans sa baignoire.
A cette occasion, il s'est rendu compte que le le volumedansL'eaucouler de votre baignoire était égal au volume immergé de son propre corps. Selon l'histoire, Archimède aurait été tellement excité par sa découverte qu'il a sauté de sa baignoire et a couru nu dans les rues en hurlant « Eurêka,etureka!" (Expression grecque sur le sage ayant trouvé quelque chose).
Un autre récit rapporte qu'Archimède a été demandé par le le roi Hiéron II pour enquêter sur la composition d'une couronne qu'il avait commandée. Le roi avait ordonné que sa couronne soit faite d'or massif, mais en la recevant, il soupçonna que d'autres métaux pourraient avoir été utilisés dans sa forge. Pour dissiper ses doutes, il a demandé à Archimède de savoir si sa couronne était en or pur ou non.
Archimède plongea successivement la couronne et deux objets massifs en or pur et en argent dans un récipient rempli d'eau. poids ils étaient exactement les mêmes que ceux de la couronne. En faisant cela, il s'est rendu compte que la couronne renversait moins de liquide que l'or, mais Suite liquide que l'argent, ce qui suggère que Est-ce là-bas non il était purement composé d'or.
La flottabilité et le principe d'Archimède
Selon Le principe d'Archimede:
"Tout objet, totalement ou partiellement immergé dans un fluide ou un liquide, est propulsé par une force égale au poids du fluide déplacé par l'objet."
Ne vous arrêtez pas maintenant... Y'a plus après la pub ;)
Comme nous l'avons vu, la force décrite par le principe d'Archimède est maintenant connue sous le nom de force de flottabilité. Cette force est égale, en module, au poids du fluide, qui se déplace lorsque l'on y insère un corps. C'est cette force qui fait le les navires ne coulent pas ou même que nous pouvons flotter sur l'eau.
formule de poussée
On sait que la flottabilité est égale au poids du fluide déplacé par la présence d'un objet immergé. Cela dit, si l'on se souvient du relation entre le Pâtes du fluide, votre densité et son volume, nous pouvons écrire la force de flottabilité en fonction de ces grandeurs, facilitant ainsi le calcul de cette force. La formule utilisée pour calculer la force de flottabilité est illustrée dans la figure suivante, vérifiez-la :
ET – poussée (N)
ré – densité du fluide (kg/m³)
g – accélération de la pesanteur (m/s²)
V – volume de fluide déplacé (m³)
Concernant la formule précédente, il est important de rappeler que le volume de fluide déplacé est équivalent au volume immergé de l'objet, de plus, rappelez-vous que la densité utilisée dans la formule fait référence à la densitédefluide et non celui de l'objet immergé.
Voir aussi :Principe de Pascal – définition, formules, exemples, applications et exercices
Exercices sur le principe d'Archimède
Question 1) (Enem) Lors des travaux de construction d'un club, un groupe d'ouvriers a dû retirer une sculpture massive en fer placée au fond d'une piscine vide. Cinq ouvriers ont attaché des cordes à la sculpture et ont essayé de la soulever, sans succès. Si la piscine est remplie d'eau, il sera plus facile pour les travailleurs de retirer la sculpture, car :
a) la sculpture flottera. De cette façon, les hommes n'auront pas besoin de forcer pour retirer la sculpture du bas.
b) la sculpture sera plus légère, de sorte que l'intensité de la force nécessaire pour soulever la sculpture sera moindre.
c) l'eau exercera une force sur la sculpture proportionnelle à sa masse, et vers le haut. Cette force s'ajoutera à la force que font les ouvriers pour annuler l'action de la force de poids de la sculpture.
d) l'eau exercera une force descendante sur la sculpture et elle recevra une force ascendante du fond de la piscine. Cette force aidera à annuler l'action de la force du poids dans la sculpture.
e) l'eau exercera une force sur la sculpture proportionnelle à son volume, et vers le haut. Cette force s'ajoutera à ce que font les travailleurs et peut entraîner une force ascendante supérieure au poids de la sculpture.
Modèle: Lettre e
Résolution:
La force que l'eau de la piscine exerce sur la sculpture dépend de son volume. Cette force, à son tour, agit dans le sens vertical, pointe vers le haut et est égale, en module, au poids de l'eau déplacée par la statue, ce qui facilite son enlèvement, par conséquent, l'alternative correcte est la lettre e.
Question 2) (UPF) La bande ci-dessous montre un iceberg dont le volume est partiellement immergé (9/10 de son volume total) dans l'eau de mer. Considérant que la densité de l'eau de mer est de 1,0 g/cm³, cochez l'alternative qui indique la densité de la glace, en g/cm³, qui constitue l'iceberg.
a) 0,5
b) 1.3
c) 0,9
d) 0,1
e) 1
Modèle: Lettre C
Résolution:
Le poids de l'iceberg étant égal au poids de l'eau déplacée par l'iceberg lui-même, il faut effectuer le calcul suivant :
Question 3) (UFPR) Un objet solide d'une masse de 600 g et d'un volume de 1 litre est partiellement immergé dans un liquide, de sorte que 80% de son volume est immergé. En considérant l'accélération due à la pesanteur égale à 10 m/s², marquer l'alternative qui présente la masse spécifique du liquide.
a) 0,48 g/cm³
b) 0,75 g/cm³
c) 0,8 g/cm³
d) 1,33 g/cm³
e) 1,4 g/cm³
Retour: La lettre B
Résolution:
Tout d'abord, nous devons nous rappeler que si le corps flotte, son poids est égal à la force de flottabilité, donc :
Par Rafael Hellerbrock
Professeur de physique
