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poussée d'Archimède.



  1. #1
    baryon

    poussée d'Archimède.


    ------

    Je viens de me rendre compte que j'utilise la poussée d'Archimède dans beaucoup de problème de mécanique mais en fait je ne suis pas sur de savoir à quoi elle est dû.
    J'ai essayé de me faire un model d'un corps soumis à cette poussée et je pense que les actions de du fluide sur le corps pourrait etre du a une différence de pression, mais j' en suis pas sur, est ce que vous pourrez m'éclairer sur ce point svp.

    -----
    Le chemin le plus court d'un point à un autre c'est de ne pas y aller.

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  3. #2
    zoup1

    Re : poussée d'Archimède.

    La poussée d'archimède est simplement la traduction des forces de pression qui s'exercent sur un corps. C'est pour cela que que :
    J'ai essayé de me faire un model d'un corps soumis à cette poussée et je pense que les actions de du fluide sur le corps pourrait etre du a une différence de pression, mais j' en suis pas sur, est ce que vous pourrez m'éclairer sur ce point svp.
    C'est la même chose...
    Je te donne une idée, tu me donnes une idée, nous avons chacun deux idées.

  4. #3
    Woos

    Re : poussée d'Archimède.

    lorsque que tu rentre dans ta baignoire, le niveau de l'eau monte, alors que le volume d'eau est le meme.
    la poussée d'archimede, est la force qui resulte de l'action de l'eau sur ton corp, et qui tend a te faire remonter vers le haut.

    ton poid est la force directement opposée, mais si tu donne une petite impulsion vers le haut, tu vas pouvoir decoller du fond de ta baignoire, et contrer la gravité... et bien, ca c'est directement grace a archimede.

    de meme, un bateau flotte sur l'eau grace a archimede.

  5. #4
    baryon

    Re : poussée d'Archimède.

    merci Woos mais ma question c'est qu'est ce qui est à l'origine de la poussée d'Archimède? (peut être que je n'ai pas été assez explicite dsl)
    Le chemin le plus court d'un point à un autre c'est de ne pas y aller.

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    BioBen

    Re : poussée d'Archimède.

    c'est qu'est ce qui est à l'origine de la poussée d'Archimède? (peut être que je n'ai pas été assez explicite dsl)
    Pour faire simple : le fait que la pression en bassoit superiere à la pression en haut.

    Tu dois sans doute savoir que par exemple quand tu fais de la plongée, la pression augmente avec la profondeur. Donc imagine un objet qui a une certaine hauteur H :
    La pression exercée sur le haut de l'objet sera inferieure à celle exercée sur la bas de l'bojet (eh oui, le bas est plus profond, donc la pression est plus forte ) d'où une force glabalement vers le haut.

    lorsque que tu rentre dans ta baignoire, le niveau de l'eau monte, alors que le volume d'eau est le meme.
    D'ailleurs c'est comme ca que Archimède a montré au roi que sa couronne était en toc
    Dernière modification par BioBen ; 15/03/2005 à 18h51.

  8. #6
    zoup1

    Re : poussée d'Archimède.

    Citation Envoyé par BioBen
    Tu dois sans doute savoir que par exemple quand tu fais de la plongée, la pression augmente avec la profondeur.
    Et la raison en ai que le poids de la colonne de matière au dessus d'un point donné est plus grand en si le point est bas que si il est haut...
    Je te donne une idée, tu me donnes une idée, nous avons chacun deux idées.

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  10. #7
    BioBen

    Re : poussée d'Archimède.

    Et la raison en ai que le poids de la colonne de matière au dessus d'un point donné est plus grand en si le point est bas que si il est haut...
    Voila maintenant tu as toute l'explication, reste plus qu'à le comprendre mathémtiquement
    Non là tu devrais comprendre d'où ca vient ...c'est mieux ?

  11. #8
    Woos

    Re : poussée d'Archimède.

    c'est tout de meme assez intuitif.
    l'eau exerce une force sur la coque du bateau

    imagine un instant un monde ou la poussé d'archimede soit 50 fois superieure a celle qu'on connait sur terre.

    les bateaux serait ejecté de l'eau, tu serais expulsé de ta baignoire...

    en bref, il serait tres compliqué de plonger de la matiere dans un fluide. etant donné que la poussé d'archimede n'est pas aussi violente, les fluides se laissent penetrer beaucoup plus facilement, mais pas sans aucune repercutions sur le systeme non plus.

    je suis dsl si je donne l'impression de parler a un enfant de 5 ans, mais j'essais d'expliquer le plus simplement possible

  12. #9
    Woos

    Re : poussée d'Archimède.

    "merci Woos mais ma question c'est qu'est ce qui est à l'origine de la poussée d'Archimède? (peut être que je n'ai pas été assez explicite dsl)"


    Une baignoire... 100 L d'eau dedans.
    l'eau est en repos dans un etat d'equilibre. si tu met une enclume dedans, le niveau de l'eau monte, tandis qu'il y a toujours 100 L d'eau dans la baignoire. meme si on ne peut pas vraiment parler de "desequilibre", il faut que tu imagine que le niveau de l'eau tend a revenir a sa position initiale. les 100 L d'eau ne sont plus tout seul avec l'enclume, c'est un corp etranger, l'eau exerce donc une force dessus.

    c'est le principe meme de la force d'archimede

  13. #10
    Woos

    Re : poussée d'Archimède.

    si l'enclume et la baignoire ne t'ont pas convaicu, c'est strictement le meme principe avec une bulle d'air qui remonte a la surface depuis le fond de l'ocean.

    l'air est un corp etranger a l'eau, pour un meme volume, l'air est bien plus leger que l'eau donc l'eau exerce une force dirigé vers le haut dessus.

    pour reprendre les histoire de pressions citées plus haut, la aussi, c'est tres intuitif avec la bulle d'air:

    plus la bulle d'air est proche de la surface, moins il y a de pression, moins la poussé d'archimede est importante et ainsi plus le rayon de la sphere (bulle d'air) va augmenter.

    si tu n'as toujours pas compris, n'hesite pas a redemander, mais a priori, avec les differents post, tu as tout les elements de reponse.

  14. #11
    mach3
    Modérateur

    Re : poussée d'Archimède.

    salut Woos, désolé de te dire ça mais je trouve ton approche d'archimède un peu bebete et très approximative. L'explication de Bioben est bien plus logique et se developpe très bien mathématiquement. Ton explication ne tient pas debout dans le cas d'un corps de même densité que le liquide que tu place en plein milieu : le niveau du liquide va bouger mais il ne tentera pas de revenir au niveau de départ bien qu'un "corps étranger" soit présent à l'intérieur.

    La poussée d'archimède est simplement la résultante des forces de pressions (intégrale sur la surface) s'exerçant sur un corps pour compenser son poids

    m@ch3

  15. #12
    DonPanic

    Re : poussée d'Archimède.

    Salut
    Citation Envoyé par mach3
    La poussée d'archimède est simplement la résultante des forces de pressions (intégrale sur la surface) s'exerçant sur un corps pour compenser son poids
    m@ch3
    N'est-ce pas là un effet plutôt que la cause qui serait la compétition de chute due à la gravité ?

    Parce que la poussée d'Archimde se fout bien de la forme, donc de l'aire de la surface des objets, pour ne s'interesser qu'au volume déplacé par un objet et à sa densité.
    Dernière modification par DonPanic ; 16/03/2005 à 09h31.

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  17. #13
    DonPanic

    Re : poussée d'Archimède.

    Salut
    je vous trouve bien compliqués, tous.
    Si je mets un truc à la baille, je fais monter le niveau de l'eau du volume que je plonge,
    il y a donc un échange d'énergie entre ce que je plonge et le volume de l'eau qui monte.

  18. #14
    mariposa

    Re : poussée d'Archimède.

    Pour bien comprendre l'origine de la force d'archimede:

    En physique il existe un principe fondamental qu'un veut qu'un système cherche a se mettre dans l'etat d'energie minimal compatible avec des conditions aux limites.

    Derrière le principe d'archimede il y a la graviation:

    1- Prenons l'exemple de la Terre et d'un objet situé en altitude: Si rien ne l'empêche il tombe. Pouquoi?

    parceque en se rapprochant de la terre il diminue son energie potentielle de gravitation. L'energie cinetique qu'il va acquérir va finir en chaleur ou en se brisant en 1000 morceaux. A la fin plus rien ne bouge (pas d'energie cinetique) et l'energie a diminué.

    2- Autre exemple: soit la masse de la terre M. pourquoi la terre est ronde et non pyramidale où autre chose?

    Parceque c'est la forme sphérique qui minimise l'energie potentielle de graviation

    3- Soit une bulle d'huile (legere) immersée dans un liquide (relativement plus lourd); Que se passe-t-il?

    Et bien pour diminuer l'energie potentielle de gravitation il suffit de mette la bulle d'huile en haut et de la remplacer par une quantité de liquide lourd:

    C'est ca que décrit le principe d'archimede.

  19. #15
    DonPanic

    Re : poussée d'Archimède.

    salut
    Citation Envoyé par mariposa
    Derrière le principe d'archimede il y a la gravitation:
    Au moins d'accord que pour expliquer la "force d'Archimède", il n'est pas nécessaire de faire intervenir la pression, juste la masse (gravitation) et la densité (volume).

  20. #16
    DonPanic

    Re : poussée d'Archimède.

    Salut
    Citation Envoyé par Woos
    l'eau exerce une force sur la coque du bateau
    imagine un instant un monde ou la poussé d'archimede soit 50 fois superieure a celle qu'on connait sur terre.
    les bateaux serait ejecté de l'eau, tu serais expulsé de ta baignoire...
    en bref, il serait tres compliqué de plonger de la matiere dans un fluide. etant donné que la poussé d'archimede n'est pas aussi violente, les fluides se laissent penetrer beaucoup plus facilement, mais pas sans aucune repercutions sur le systeme non plus.

    je suis dsl si je donne l'impression de parler a un enfant de 5 ans, mais j'essais d'expliquer le plus simplement possible
    C'est pas parce que les enfants ont 5 ans qu'il faut leur donner des explications (?) complètement vaseuses faisant appel à des fluides imaginaires ayant une densité 50 fois supérieure à celle de l'eau...

  21. #17
    zoup1

    Re : poussée d'Archimède.

    Citation Envoyé par DonPanic
    Salut
    je vous trouve bien compliqués, tous.
    Si je mets un truc à la baille, je fais monter le niveau de l'eau du volume que je plonge,
    il y a donc un échange d'énergie entre ce que je plonge et le volume de l'eau qui monte.
    C'est marrant, moi je ne trouve pas cette explication moins compliquée que celle qui consiste à parler de pression.
    Comment tu fais après pour passer de l'Energie à la poussée d'Archimède (puisque c'est de cela dont il s'agit) ?
    Je te donne une idée, tu me donnes une idée, nous avons chacun deux idées.

  22. #18
    DonPanic

    Re : poussée d'Archimède.

    salut
    Citation Envoyé par zoup1
    C'est marrant, moi je ne trouve pas cette explication moins compliquée que celle qui consiste à parler de pression.
    Si je dois parler pression, elle est variable suivant la profondeur, non ?
    La poussée d'Archimède est-elle liée à la pression ?
    Tu relies comment une poussée (constante pour un objet considéré) à une variable ?

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  24. #19
    lorenzpremier

    Re : poussée d'Archimède.

    salut

    voila comment on m'a expliqué(et que j'ai compris) le principe de la poussée d'archimède:

    tu prends un système composé d'un liquide dans un récipient à l'équilibre.
    dans ce système tu isoles par la pensée un volume V (tu imagines une espèce de bulle par exemple)

    cette "bulle" (remplie de liquide bien sur!) et à l'équilibre dans le fluide.
    Donc, pour compenser son poids, le reste du liquide exerce sur notre bulle de fluide une force opposée au poids de la bulle c'est-à-dire dirigée vers le haut et qui vaut en norme (masse volumique du liquide*volume de la "bulle"...=poids de la bulle).Cette force exercée par le reste du liquide sur la bulle ne dépend que du volume que l'on a choisi pour notre bulle.

    si maintenant je remplace le liquide de cette bulle par une autre espèce...de l'air par exemple.
    et bien je refais un PFD à la bulle: il y aura le poids de l'air compris dans la bulle (force dirigée vers le bas) et aussi la réaction du liquide environnant sur cette bulle...qui n'est autre que la force que j'ai calculé au premier paragraphe(puisque cette partie du fluide est restée inchangée)!..qui n'est autre que la poussée d'archimède!!


    je te redonne aussi l'énoncé historique d'archimède, tu vas voir qu'il dit exactement la même chose que moi le copieur

    tout corps plongé dans un fluide subit de la part de celui-ci une force dirigée vers le haut et égale au poids du volume de fluide déplacé

    en espérant avoir été clair ciao!

  25. #20
    mariposa

    Re : poussée d'Archimède.

    Citation Envoyé par DonPanic
    Salut
    je vous trouve bien compliqués, tous.
    Si je mets un truc à la baille, je fais monter le niveau de l'eau du volume que je plonge,
    il y a donc un échange d'énergie entre ce que je plonge et le volume de l'eau qui monte.
    Si tu poses un caillou a la surface de l'eau. le caillou tombe au fond et fais remonter l'eau (un peu). que s 'est-t-il passé.

    avant la chute il ya une energie potentielle E1= E1(eau) + E(caillou)
    Apres la chute il ya une energie potentielle E2= E2(eau) +E2(caillou)

    On a E2 plus petit que E1 la différence est dissipée enchaleur dans l'eau.

    Autrement le caillou a gagné beaucoup plus en énergie potentielle en descendant que l'eau en a perdue en montant. Voila pourquoi le caillou ne peut pas remonter. ceci est le fondement de la force d'archimede

  26. #21
    zoup1

    Re : poussée d'Archimède.

    Citation Envoyé par DonPanic
    salut

    Si je dois parler pression, elle est variable suivant la profondeur, non ?
    La poussée d'Archimède est-elle liée à la pression ?
    Tu relies comment une poussée (constante pour un objet considéré) à une variable ?
    Simplement en disant que cette poussée d'archimède est indépendante de la nature de l'objet sur lequel elle s'applique. En particulier, c'est vrai, si je remplace l'objet sur lequel je cherche à calculer la poussée d'archimède par la même forme, mais composée du même liquide que le milieu environnant. Du coup ce nouveau système est un système à l'équilibre hydrostatique -le liquide flotte au sein de lui même-, ce qui veut dire que la somme des forces qui s'applique sur l'objet est nulle. Il y a 2 forces ; le poid et la poussée d'archimède. D'où le fait que la poussée d'archimède est à l'inverse du poids du liquide qu'occupe l'objet.
    C'est une façon de calculer une intégrale extrèmement compliqué sans avoir besoin de la calculer !!!
    Je te donne une idée, tu me donnes une idée, nous avons chacun deux idées.

  27. #22
    DonPanic

    Re : poussée d'Archimède.

    Salut
    @ zoup1 et mariposa
    Je ne conteste en aucun cas vos explications, je note seulement que maintenant aucune ne fait appel à la pression... qui ne me semblait pas très utile dans cette histoire

  28. #23
    zoup1

    Re : poussée d'Archimède.

    Citation Envoyé par DonPanic
    Salut
    @ zoup1 et mariposa
    Je ne conteste en aucun cas vos explications, je note seulement que maintenant aucune ne fait appel à la pression... qui ne me semblait pas très utile dans cette histoire
    La pression est tout de même la force qu'une partie du fluide exerce sur une autre partie du fluide ou sur un objet solide... La poussée d'Archimède est un bilan de ses forces de pression, il n'y a rien à faire...
    Je te donne une idée, tu me donnes une idée, nous avons chacun deux idées.

  29. #24
    baryon

    Re : poussée d'Archimède.

    Merci la je crois que j'ai bien compris ce qui se passe au niveau physique. Merci Bioben ton explication est très claire, Mariposa ton explication est très nette merci j'avais pas imaginé ce phénomène sous cette angle. Au fait est ce que cette effet contribue à l'entropie?? Il s'agit bien d'une dégradation de l'energie non? (dans l'exemple de la goutte d'huile de Mariposa).
    Le chemin le plus court d'un point à un autre c'est de ne pas y aller.

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  31. #25
    mariposa

    Re : poussée d'Archimède.

    Citation Envoyé par baryon
    Merci la je crois que j'ai bien compris ce qui se passe au niveau physique. Merci Bioben ton explication est très claire, Mariposa ton explication est très nette merci j'avais pas imaginé ce phénomène sous cette angle. Au fait est ce que cette effet contribue à l'entropie?? Il s'agit bien d'une dégradation de l'energie non? (dans l'exemple de la goutte d'huile de Mariposa).
    Ce que j'ai expliqué est tres général et contiend le principe d'archimede.

    Effectivement la chute du caillou est accompagné d'une augmentation de l'entropie. Cette entropie correspond a l'échauffement du liquide qui resulte du frottement dans la descente.

    D'ailleurs tu peux toi-même calculer cette élévation de température puique l'abaissement de l'energie potentielle est égale a la quantité de chaleur dissipée. Connaissant la chaleur spécifique du liquide et son volume tu en déduiras la température.

    l'augmentation de l'entropie est environ égale a : deltaQ/T ou T est la température absolue.

    Remarque: Le prinicipe d'archimede est dangereux d'utilisation:

    1- En effet s'il n'y a pas de viscosité (cas de l'hélium superfluide) alors le caillou tombe jusqu'au fond puis rebondit et remonte jusqu'a la surface, puis remonte etc... En effet dans ce cas il y a conservation de l'energie. l'energie potentiel se transforme en energie cinetique et vis versa (même chose que pour une balançoire).

    2- Les forces d'archimèdes peuvent-être localement nulles, mais le système dans un état métastable.

    En bref ce que j'ai écrit avec l'exemple du caillou est tres général et surpasse largement le principe d'archimède.

  32. #26
    BioBen

    Re : poussée d'Archimède.

    Merci Bioben ton explication est très claire
    De rien, et merci pour le compliemnt (Qui [Einstein] a dit que quand on comprenait bien quelque chose, on pouvait le réexpliquer sans problème ? Bon j'arrete de faire mon auto-promo)

    En effet s'il n'y a pas de viscosité (cas de l'hélium superfluide) alors le caillou tombe jusqu'au fond puis rebondit et remonte jusqu'a la surface, puis remonte etc... En effet dans ce cas il y a conservation de l'energie. l'energie potentiel se transforme en energie cinetique et vis versa (même chose que pour une balançoire).
    D'ailleurs (bon ca a aucun rapport avec Archimède), suppose que l'on creuse un tunnel d'un bout de la Terre à l'autre en passant par le centre (Terre = sphère parfaite et homogène, tunnel vide sans frottements), et bien si tu laisse tomber une balle dans ce tunnel, elle va jusqu'à l'autre bout de la Terre, "retombe" et te revient dans la main (Toujours parce qu'il y a conservation de l'Emécanique). Sympa non ? Tu peux jouer au yoyo sans aucun fil.
    Dernière modification par BioBen ; 17/03/2005 à 17h36.

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