poussée d'Archimède

[invite7b616cd5]

Bonjour j'ai un petit exercice je pense avoir trouvé ai-je bon le sujet est le suivant :

Une pinasse, bateau traditionnel des ostréiculteurs du Bassin d'Arcachon, présente une partie immergée pouvant ètre modélisée par un parallélépipède de dimensions suivantes :
L = 10m l = 1.0m h = 0.35m

1) Calculer la valeur de la poussée d'Archimède due a l'eau de mer, de masse volumique rho = 1.03*10^3 kg.m cube.

Donc j'ai fait le volume d'un parallélépipède qui est L*l*h donc 10*1.0*0.35 = 3.5 mcube

Donc pour calculer la poussée d'Archimède : pi ou pa = 1.03*10^3 * 3.5 * 9.81 donc la poussée d'Archimède est égale a 35365.05 N est ce que c'est bon ???

2) Peut on déduire la valeur du bateau ??

Je ne comprends pas très bien cette question, est ce que la réponse est non car la poussée d'archimède, ici, s'applique qu'a une partie du bateau or pour calculer la valeur de poids du bateau il faudrai calculer la poussée d'archimède du bateau complet ??

Merci de me dire si mes calculs au 1 sont bon et m'aider pour la 2. merci

[invited9092432]

salut,

je n'ai pas fait les calculs de la 1., mais pour la 2:

je pense qu'on peut calculer le poids puis la masse du bateau: en effet, on considère le bateau à l'équilibre, ainsi avec la poussée d'Archimède et le poids.

Ainsi P=

NB: si la poussée d'Archimède s'applique à une plus grande surface du bateau (un plus grand volume serait immergé), alors le bateau est plus lourd. Logique, mais il faut s'en rendre compte.

[invite7b616cd5]

bonjour je suis en 1ère S et je voudrai savoir pourquoi utilisé vous des vecteurs pouvez vous me faire les calcul de la 1 pour vérifier et de la 2 merci

[zoup1]

Pour le 1 les calculs ont l'air bon.
Pour le 2 chr57 a mis des vecteurs parce qu'une force c'est un vecteur. Comme dans ce cas précis ils sont dirigés l'un et l'autre suivant la verticale, cela n'a pas beaucoup d'importance mis à part le fait que l'un est orienté vers le bas (le poid) et l'autre est orienté vers le haut (la poussée d'archimède).

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite7b616cd5]

est ce qu'il y a des calcul a faire pour la 2 si oui quelle formule utiliser ? merci

[invite7b616cd5]

ya til des calcul a effectuer pour la 2 si oui quelle formule est a utiliser ?????? merci

[zoup1]

Si tu répètes la même question toutes les 6 minutes tu risques de n'avoir jamais de réponse.
Lis déjà attentivement les réponses que tu as eu à propos de cette question 2 et tu auras j'en suis sur la réponse à la question que tu te poses.

[sitalgo]

Bonsoir,

"car la poussée d'archimède, ici, s'applique qu'a une partie du bateau or pour calculer la valeur de poids du bateau il faudrai calculer la poussée d'archimède du bateau complet ??"

Tu n'as pas bien compris le principe d'Archimède.
Le bateau flotte parce que le poids de l'eau déplacée est égal au poids du bateau.

Par ex si on met la pinasse à l'eau avec un treuil, elle va s'enfoncer tant qu'il n'y aura pas pour 35 365 N d'eau déplacée. Une fois cette quantité atteinte, c'est l'équilibre.

[invited0b2ef3b]

Bonsoir,

On a P=pi comme l'a démontré chr57
or P=m.g
donc m.g=pi
d'où m=pi/g

On connait pi et g. Je pense que ton calcul est bon pour la première question.

Encore faut-il savoir si l'énoncer veut que l'on trouve le poids du bateau ou encore la masse du bateau...

Cordialement,
Elek

[invite897678a3]

Bonjour à tous,

Je ne comprends pas le sens de la deuxième question:
>> 2) Peut on déduire la valeur du bateau ??

Je répondrais que "la valeur n'attend pas le nombre des années!"

Plus sérieusement, nous avons une pinasse dont le tiran d'eau est 0,35m,
qui déplace 3,5 m3 d'eau (salée) et qui, en l'état actuel reçoit une poussée
dite d'Archimède de 35365 N.

Il nous manque une (ou deux) inconnue(s):
- La pinasse présentée dans la première question est-elle vide ou chargée?
- Admettons qu'elle soit chargée d'huîtres; mais dans ce cas, quel est sa masse à vide ou,
ce qui revient au même, quel est la masse de la cargaison d'huîtres?

Hypothèse_1: masse à vide (plausible) 10 000N
donc charge utile environ 25 000N

Hypothèse_2: masse à vide (tout aussi plausible) 25 000N
donc charge utile réduite à environ 10 000N

Ce qui est important pour l'ostréiculteur est cette charge utile, mais également
le faible tiran d'eau de son embarcation qui lui permettra d'accéder plus facilement
à ses parcs à huîtres.


Une pinasse et une embarcation typique (un "monotype") du bassin d'Arcachon
que j'estime d'une très grande "valeur" car... elle est en voie de disparition.
Son faible maître-couple lui permettait de quitter le port dès le début de la marée,
montante (le "flot"), en empruntant un étroit chenal et et rentrer le plus tard possible
avec les restes du "jusant".

Elle semble en effet être appelée à disparaitre car on la remplace aujourd'hui
par des bateaux à fond plat en aluminium (plus légers donc davantage de charge utile et,
autre avantage une maintenance réduite)
Par exemple, une "plate" en aluminium longue de de 10m, large de 2.5m et présentant un tyran d'eau
de seulement 14 centimètres, recevra la même poussée d'Archimède que la pinasse de l'exercice.

Aussi, je pense que la valeur attribuée aujourd'hui à une pinasse du Bassin d'Arcachon
est essentiellement sentimentale, donc hors de prix.


Dans l'attente du corrigé magistral,
Je vous souhaite d'excellentes fêtes defin d'année

[invite7b616cd5]

Bonjour à tous,

Je ne comprends pas le sens de la deuxième question:
>> 2) Peut on déduire la valeur du bateau ??

Excusez moi on me demande su je peux déduire la valeur du poids du bateau ? Encore pardon cordialement victor

[invite897678a3]

Bonjour,

Et désolé de répondre si tardivement, mais je ne suis pas toujours disponible.

Je suis également désolé d'avoir répondu avec ironie mais je comprends mieux la deuxième question
quand vous précisez:
>> la "valeur" du poids du bateau.

Le mot clé était en fait le POIDS du bateau
(une parenthèse pour rappeller l'importance du sens attribué au mots et la nécessité
de s'exprimer à l'aide de termes précis si nous souhaitons être bien compris).

(une autre () que je souhaiterais développer à l'issue de ce "post" pour préciser la notion de
masse et de poids - P=m.g , avec les symboles P et g surmontés du signe vectoriel "force")

Mais sans doute serait-il nécessaire d'expliciter dès à présent cette deuxième parenthèse:
en effet nous savons depuis le premier message de rwin59 que la pinasse recoit une poussée verticale,
dirigée de bas en haut, égale au POIDS du volume d'eau (salée) déplacée par la partie immergée de l'embarcation.
Ce "vecteur-force" de 35365.05 N, que personne ne conteste depuis Archimède, s'oppose
au poid du bateau P = mg (en écriture vectorielle !)

La pinasse est donc en équilibre entre deux forces:
d'une part son poids qui tend à le faire couler,
d'autre part la poussée d'Archimède qui assure la flottabilité de l'esquif.

Donc s'il y a équilibre, alors poids P (vectoriel) = poussée d'Archimède (c'est aussi une force, donc vectorielle) = 35365.05 N

Et c'est là la bonne réponse!
---------------------------

Avant d'aller un tout petit peu plus loin, j'aimerais savoir dans quelle classe vous êtes.
(et est-ce que la notion de VECTEUR vous est familière? Si oui, depuis combien de temps?)

Car si votre professeur vous dit que le POIDS de la pinasse est:
35365.05 / 9.81 , ce qui est peu différent de 35365.05 / 10 = 3 536 kg ,

je dirais qu'il s'agit là d'un abus de langage,

car en fait 3 536 kg est la MASSE de la pinasse!



Je vous souhaite d'excellentes fêtes de fin d'année.

______________________________ ______________________________ ________
je ne suis aucunement responsable du fait que vous puissiez demander à votre marchand
de fruits et légumes de vous vendre 10 Newton de pommes-de-terre;

pourtant, le camion qui vient le ravitailler est équipé d'un hayon élévateur sur lequel il
est écrit (par exemple) "Charge 4000 N" , et non pas: Charge 400 kg!

[invite7b616cd5]

Bonsoir merci pour cette excelente rédaction, désolé mais j'ai obtenu la réponse grâce à mes déductions et à un autre forum, mais votre réponse ma confortée dans mes calculs .Merci d'avoir prit le temps de s'interesser à mon sujet. Je vous souhaite vous aussi de bonnes fêtes de fin d'année.

[invite897678a3]

Je vous remercie d'avoir pris la peine de me répondre.

[invite7b616cd5]

Pour finir un dernier petit exercice :
Un ballon-sonde de masse vide mB = 1,0 kg, doit emporter des appareils de mesure dont la masse total est mA = 4,0 kg.
Le ballon es gonflé à l'hélium de masse volumique rhoHE = 0,18kg.m-3

(A) A quelle condition le ballon peut il s'élever ?

J'ai trouvé plusieurs réponses comme il n'y en a qu'une seule laquelle vous parait la plus judicieuses :

(1) Il faut que le volume d'hélium chauffé devienne plus léger que l'air ambiant.
ou (2) Il faut que l'intensité de la poussée d'Archimède soit supérieur à celle de son poids.
ou (3) Il faut que le poids de la montgolfière soit plus faible que celui de l'air déplacé.

(B) La valeur de la poussée d'Archimède est donnée par l'expression : Pa = rhoair . V . g avec rho air = 1,3 kg.m-3 la masse volumique de l'air, V le volume du ballon et g = 9,8 N.kg-1 l'intensité de la pesenteur .

Calculer le volume d'hélium nécessaire pour que la poussée d'Archimède permette le décollage du ballon.

J'ai donc fait V = m / rho HE soit V = 5,0/0,18 = 27,8m-3

Ensuite pour confirmer mes hypothèses (1, 2 ou 3) j'ai fait :

P=m*g soit P = 5,0 * 9,8 = 49 N et,
Pa = rhoair . V . g soit Pa = 1,3 * 27,8 * 9,8 = 354 N ainsi mon hypothèse (2) est vérifiée.

Je vous remercie de prendre le temps de vérifier si mes calculs sont bon .

[invite897678a3]

Bonjour,

Je vais tenter d'être plus bref que précedemment

(A) A quelle condition le ballon peut il s'élever ?
---> Il faut et il suffit que la poussée d'Archimède soit supérieure
au poids du ballon-sonde (enveloppe+hélium+enregistreur )

Commentaire:
c'est exactement ce qui est dit en (2);
cependant la réponse (3) exprime la même chose, mais différemment.

Mais en ce qui concerne la proposition (1), pourquoi vouloir introduire
un paramètre supplémentaire: le chauffage de l'hélium ?
Il ne s'agit pas d'un ballon à air chaud (une montgolfière)

Certes, l'hélium sous pression contenu dans une bouteille va se refroidir
quand on va le décomprimer lors du remplissage du ballon, mais on suppose
que l'on travaille à température constante, c'est-à-dire que le remplissage
du ballon prend suffisemment de temps pour que la température de l'hélium
puisse augmenter jusqu'à la température ambiante.


(B) Je suis d'accord pour la formule V = m / Rho

Mais je ne suis pas d'accord avec l'application numérique:

1°) vous retenez en effet la valeur m = 4+1 = 5kg

N'auriez vous pas oublié quelquechose pour m ?
[voir plus haut (enveloppe+hélium+enregistreur ) ]

2°) de plus je vois surtout une erreur de raisonnement:
la poussée d'Archimède est produite par le volume d' A I R déplacé.

Alors, pourquoi avoir écrit V = 5,0/0,18

0,18kg.m-3 est la masse volumique de l'héliun!


Je pense que l'horizon est bien dégagé maintenant.

[invite7b616cd5]

1°) vous retenez en effet la valeur m = 4+1 = 5kg

N'auriez vous pas oublié quelquechose pour m ?
[voir plus haut (enveloppe+hélium+enregistreur ) ]

m correspond à la masse en kg de la montgolfière + les appareils ( qu'est-ce que j'ai oublié ? je ne voit pas !!) donc donc je fais :

V = m/rhoAIR ---> = 5/1,3 = 3,8m-3

Donc le volume d'hélium nécessaire pour que la poussée d'Archimède permette le décollage du ballon est de 3,8m-3. Mais qu'ai je oublié pour m ??? !!! merci

[invite897678a3]

Re boujour,

Le ballon gonflé à l'aide de 3,8 m³ d'hélium reste au sol !
Car, en toute rigueur, ce gaz possède une masse, si faible soit-elle!

Pour que le ballon s'envole, il est nécessaire que la poussée d'Archimède
( . V . g ) soit supérieure au poids de l'ensemble ballon+hélium+enregistreur

Soient m=5kg la masse du ballon+enregistreur et m' celle de l'hélium embarqué.

Nous pouvons exprimer le volume d'air à déplacer en fonction de ces
paramètres:
V(air) = [m + m'] / (air)

nous savons que la masse m' est elle même fonction du volume V,
mais cette fois nous parlons du volume d'hélium: m' = V . (He)

V(air) = [m + (V . (He)] / (air)

etc,etc.

Mais il y a sans doute plus simple!

Pour la suite, j'arrondis g=10N

1m3 d'air déplacé produit une poussée d'Archimède de 1,3 . 10 = 13N
1m3 d'hélium possède une masse de 0,18N , c'est-à-dire qu'il provoque
une force de sens opposé à la poussée d'Archimède et de module 0,18 . 10 = 1,8N

Bilan des forces en présence 13 - 1,8 = 11,2N

En résumé: chaque m3 d'hélium produit une poussée réelle de 11,2N
et nous n'avons plus à nous soucier de la masse de ce gaz!

Le problème est résolu (la bonne réponse est donc un volume supérieur à 3,8m³)

et nous utilisons 6 fois moins d'hélium que dans votre proposition initiale.

Quelle économie!

Passez une bonne soirée

[invitea8f24495]

Bonjour,
j'aurai besoin de quelques lumières sur la poussée d'Archimède , je suis une élève de 1ere S et jaimerai mieux comprendre comment un ballon par exemple remplit d'hélium peut décoller grâce a la poussée d'Archimède !
Pourriez vous aussi me dire comment savoir avec quel diamètre et quel quantité d'hélium il faudrait produire une maquette d'un ballon à gaz pour le faire décoller ?
jai pratiquée plusieurs expérience dans l'eau pour mieux cerner ce phénomène qu'est la force d'Archimède , mais jaimerai aussi en faire une dans l'air puisque que c'est principalement cela qui mintéresse mais je n'en ai pa trouvé ... pourriez vous maidez !
Merci de me répondre , jespère trouver une personne sur ce forum qui pourra m'aider , encore merci .

[invite7b616cd5]

Bonsoir,

On a P=pi comme l'a démontré chr57
or P=m.g
donc m.g=pi
d'où m=pi/g

On connait pi et g. Je pense que ton calcul est bon pour la première question.

Encore faut-il savoir si l'énoncer veut que l'on trouve le poids du bateau ou encore la masse du bateau...

Cordialement,
Elek

Bonjour déja merci de m'avoir éclairé avec toutes ces réponses donc par rapport a votre question on me demande de calculer la poussée d'Archimède due à l'eau de mer puis ensuite on me demande si je peux déduire la valeur du poids du bateau donc p=mg mais si je regarde bien m ( en kg ) je ne l'est pas ???? merci

[invite7b616cd5]

Bonsoir,

On a P=pi comme l'a démontré chr57
or P=m.g
donc m.g=pi
d'où m=pi/g

On connait pi et g. Je pense que ton calcul est bon pour la première question.

Elek

Donc si j'effectue votre calcul cela donne :
m = 35365.05/9.81 = 3605 kg mais pour la 1 je ne dois pas trouver de kg mais des N ??? merci