Pourquoi certains objets flottent - ils?

[invitef8661968]

Bonjour

Habituellement on répond à cette question " car il existe une force qui peut compenser le poids de ces objets : la poussée d'Archimède qui est la résultante des forces de pression du liquide sur l'objet "
Cependant avec ce le petit raisonnement suivant je ne comprends pas vraiment pourquoi cette réponse est valable :

OBSERVATION : Certains objets flottent <=> il y a équilibre entre les forces s’exerçant sur ces objets
=> (on en déduit) l'équation fondamentale de la statique des fluides
=> (on en déduit) que la pression en dessous est supérieure à celle du dessus (poussée d'Archimède) (axe vertical Oz dirigé vers le haut)

J'aimerais comprendre où je me trompe car ici c'est le fait que les objets flottent qui impliquent Archimède et pas sa poussée qui explique pourquoi ils flottent ...
Il faudrait faire émerger la poussée d'Archimède d'ailleurs que de l'équilibre que l'on constate EXPERIMENTALEMENT ......

Y a t il (si ce que je dis à un sens) une explication théorique à la poussée d'Archimède qui ne demande pas de savoir que certains objets flottent (puisque c'est là que l'on veut aboutir!) ....

Merci et bon weekend.
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[mach3]

La poussée d’Archimède résume en une seule force l'ensemble des efforts de pression extérieure que subit un objet.
Tu prends un objet quelconque et tu fais le bilan des efforts de pression dessus, ça te donne la poussée d'archimède. Après c'est la dynamique, soit le poids de l'objet est plus grand ou plus petit en norme que la poussée (l'objet coule ou s'élève) soit ils sont de même norme et la somme des forces est nulle -> situation statique.
Un objet qui flotte et un cas particulier de situation statique. Une partie de l'objet est exposé à l'air et l'autre à l'eau et les efforts de pression sont différent dans les deux fluides et les contribution de ces deux parties dépendent de l'immersion de l'objet. Posons par exemple un "taux d'immersion", avec comme repères 0 (l'objet est posé sur la surface de l'eau) et 1 (l'objet est sous l'eau mais affleure tout juste à la surface), qui peut être identifié à la fraction des efforts de pression qui seront dû à l'eau. On peut calculer la résultante poids+PA pour chaque valeur du taux d'immersion. Si à un moment la résultante passe par 0, c'est que l'objet flotte : il y a une situation d'équilibre, sinon il coule ou s'envole...

m@ch3

[coussin]

Pas sûr de comprendre ta question…

La variation de la pression dans n'importe quel fluide avec l'altitude est une conséquence directe de la gravité.
La forme particulière de la poussée d'Archimède (force égale au poids du volume de liquide, etc…) fait qu'un corps flotte ou pas dépendant s'il est moins dense ou plus dense que le liquide.

[Rhodes77]

Bonjour,

Je ne comprends pas votre dilemme : en quoi la naissance expérimentale de la poussée d'Archimède vous dérange-t-elle ?
Les objets flottent, or ils sont soumis à leur poids. Il existe donc une force qui compense ce poids, on l'appelle poussée d'Archimède.
C'est bien expérimentalement -selon la légende du moins- qu'Archimède aurait "inventé" cette force (ne pinaillez pas, j'ai mis des guillemets).

Il y a un point qui me gène dans votre post "la pression en dessous est supérieure à celle du dessus" : si l'objet est en équilibre, les forces qui s'exercent sur lui se compensent, et à surface égale, les pressions se compensent.

Bonne fin de journée.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitef8661968]

Je ne comprends pas votre dilemme : en quoi la naissance expérimentale de la poussée d'Archimède vous dérange-t-elle ?

ce n'est pas que ça me dérange , mais comme la naissance est expérimentale on ne peut pas répondre a la question "Pourquoi certains objets flottent - ils?" que c'est parce qu'il y a cette force ...
Par exemple si on se demande pourquoi la lumiere ne va pas toujours en ligne droite mais parfois en ligne brisée, ce qui est experimental, le principe de moindre temps explique cela theoriquement. Mais on ne peut pas repondre que que c'est a cause de la loi des sinus ... ou plutot on peut mais ce n'est pas la réponse que je suis venue chercher .

pour etre plus claire, l'observation met en lumiere des phenomenes .. (la lumiere ne se deplacent pas en ligne droite, force d'archimede) que l'on modelisent ensuite mathématiquement.
Et parfois, il se trouve qu'on peut retrouver cette modélisation de maniere purement theorique (sans regarder l'objet flotter). Et je me demandais si c'était le cas de la poussée d'archimede !

les pressions se compensent

euh je ne comprends pas... si l'objet est en équilibre son poids et la résultante des forces de pression sur sa surface se compensent. donc comme le poids n'est pas nul la résultante en question non plus. donc impossible que les pressions se compensent. En tout cas cest ce que je voulais dire par la phrase citée !

[invitef8661968]

ici l'observation vient apres l'hypothese theorique qui permet de deduire la loi. seulement en confirmation et pas en point de depart

[Rhodes77]

Re,

Le principe de moindre action n'est pas un principe ex nihilo : des observations et des expériences ont conduit les physiciens à conclure qu'au final, il y avait une "loi" toujours vérifiée et jamais mise à mal jusqu'alors et qu'on appelle "principe". (Voyez ce qu'est un principe en physique). Si la raison humaine aide à synthétiser les lois qui gouvernent le monde, ces lois ne sauraient être sans une expérience initiale. Les principes les plus théoriques, s'ils ont bénéficié de la force de l'esprit, n'ont pu naître qu'à partir de l'expérience.

Enfin, d'une manière générale, un physicien ne sait pas répondre à la question "pourquoi ?", mais uniquement à la question "comment ?".

En fait, vous cherchez une explication "avec les mains" qui justifie l'existence de la poussée d'Archimède ?

[calculair]

bonjour

la poussé d'Archimède est bien à l'origine d'un deséquilibre des pressions agissantes sur le corps plongé dans le fluide.

[invitef8661968]

Le principe de moindre action n'est pas un principe ex nihilo

En effet mais c'est tout de même une idée qui peut ou aurait pu être totalement théorique et après s'avérer pertinente. Par exemple a partir d'un principe philosophique sur la morale (cad "que faire?" : l'action la moins déstabilisante chez les stoiciens, ce qui n'est pas a mille lieux d'une ébauche d'un principe de moindre action) ou même théologique. La philosophie nourrit ( ou nourrissait) la physique et reciproquement : hypothese atomique chez Démocrite. et comme on le voit dans le 1er mecanique de Feynman par exemple, a partir de cette simple hypothese (pouvant donc etre posée totalement théoriquement comme ça l'a ete fait par Démocrite) on peut deduire et rendre compte de beaucoup (ou au moins de quelques uns! ) de phénomènes physiques !

Enfin, d'une manière générale, un physicien ne sait pas répondre à la question "pourquoi ?"

hum ... je ne sais pas. pour moi on peut toujours répondre a la question pourquoi en physique jusqu'a tomber sur les bases theoriques les plus fondamentales possibles, ou les plus fondamentales connues, ou connaissables.
pourquoi ai je chaud? car j'ai des nerfs qui sont 'sollicités' par l'agitation microscopique ou la chaleur, qui pour me donner cette sensation depend de la capacité des 'materiaux' de mon corps a conduire cette chaleur.
pourquoi agitation microscopique constante? car principe d'incertitude...

en gros cest ma facon de voir la physique... bref.

Il n'existe donc pas de raisonnement plus théorique que celui que vous évoquez qui puisse rendre compte de la possibilité d'avoir un équilibre dans un fluide??
(puisque c'est à partir de ça que l'on déduit Archimède).

[invitef8661968]

Je parle donc de principe de ce type la.
meme s'ils ne sont en fait pas les plus fondamentaux comme l'hypothese atomique ne l'est finalement pas.
au contraire, ce que je cherche serait le "premier" , le "moins fondamental" des principes théoriques de cette nature qui puisse expliquer la poussé d'Archimede.

[Rhodes77]

Bonjour,

Calculair vous a répondu. Si vous cherchez une origine théorique à l'existence de la poussée d'Archimède, elle tient à une différence de pression. Consultez la page Wiki.
Je soutiens qu'on ne sait pas répondre à pourquoi mais à comment, mais c'est de la métaphysique. Dans vos exemples, remplacez vos "pourquoi" par des "comment". La réponse à pourquoi, c'est de la religion. Ma remarque n'était pas l'ouverture d'un débat.

Bonne journée.

[LPFR]

Bonjour.
Je suis complètement d'accord avec Rhodes77.
Au revoir.

[invitef17c7c8d]

Parfois pour comprendre des phénomènes physiques de tous les jours (enfin pour ceux qui prendraient des bains tous les jours...) il ne faut pas avoir peur à faire appel à des concepts avancés....

La pression est une grandeur macroscopique. Que se cache-t-il derriere si on zoome un petit peu... on a la théorie cinétique de Boltzmann. Nous sommes en réalité littéralement bombardés par des particules d'eau en permanence lorsqu'on prend un bain. Ce bombardement ou ces fluctuations, comment se traduit-il au niveau macroscopique? Eh bien par une pression qui nous fait flotter. Cette résultante est encore une fois la conséquence du théorème central limite: la somme de toutes ces fluctuations aléatoires va se traduire par une répartition gaussiène dont la moyenne est la pression et l'écart type est totalement négligeable à notre échelle.

[vaincent]

Bonjour,

au contraire, ce que je cherche serait le "premier" , le "moins fondamental" des principes théoriques de cette nature qui puisse expliquer la poussé d'Archimede.

Tu as beaucoup de mal à exprimer ce que tu cherches à savoir, mais si j'ai bien compris, est-ce-que le fait que la poussée d'Archimède puisse être vue comme la réaction de l'eau au poids de l'objet te satisferait ?

[invitef8661968]

Je soutiens qu'on ne sait pas répondre à pourquoi mais à comment.

Ma remarque n'était pas l'ouverture d'un débat.

J'aime les arguments d'autorités ... ^^.

Mais c'est probablement pour ce que tu dis que je ne trouve pas de réponse qui me satisfasse !

La réponse à pourquoi, c'est de la religion

La philosophie n'est pas de la religion aux dernieres nouvelles, et pourtant c'est elle qui peut apporter les principes théoriques permettant de déduire beaucoup de phénomène physique comme je l'ai dit plus haut...
tu n'as pas l'air d'avoir pris en compte ma réponse ... je recherche plus un principe "philosophique" validé par l'experience (comme j'avais pris l'exemple de l'hypopthese atomique ou du principe de moindre action qui peuvent etre posé a priori) qu'une récitation de la bible. evidemment .....

[LPFR]

La philosophie n'est pas de la religion aux dernieres nouvelles, et pourtant c'est elle qui peut apporter les principes théoriques permettant de déduire beaucoup de phénomène physique comme je l'ai dit plus haut...
...

Re.
La philosophie n'est pas une religion, mais elle a en commun avec les religions le fait de partir des affirmations non prouvées (et non prouvables) dans lesquelles on croit. Et que l'on admet comme Vérités Absolues.

Dans la science on a aussi des affirmations de départ (lois physiques), mais elles proviennent de l'observation des phénomènes du monde dans lequel on vit, et on ne croit en ces affirmations ou postulats qu'aussi longtemps qu'ils sont en accord avec les observations. Et aucun scientifique digne de ce nom, ne prétendrait qu'elles sont La Vérité.
Les seuls qui prétendent connaître La Vérité sont les philosophes, les prêtres de toutes les religions, les psychologues et les économistes.
Les scientifiques ne font qu'inventer et utiliser des modèles.
A+

[vaincent]

Bonjour,

Les seuls qui prétendent connaître La Vérité sont les philosophes, les prêtres de toutes les religions, les psychologues et les économistes.

C'est vraiment très mal connaître le sujet que d'affirmer de telles inepties ! Si vous aviez étudié le sujet plus en profondeur, comme vous auriez dû le faire en tant que scientifique respectable que vous êtes, vous auriez remarqué que la notion de Vérité en philosophie a la même définition qu'en science : elle est inatteignable. Les réflexions des philosophes sont également considérés(par les philosophes) comme des modèles qui ne font que reproduire une certaine perception de la réalité basé sur l'observation, tout comme les scientifiques ! Les instruments de mesures dont se dotent les scientifiques ne sont qu'un prolongement de nos sens, un raffinement de ces derniers, mais ils ne permettent en aucun cas de ce substituer à notre interprétation, qui par définition restera à jamais subjective. On rejoint là la fait que la Vérité est inatteignable. Un théologien dirait à cet égard que seul Dieu détient la Vérité.

D'autre part, si la science ne se base que sur "l'observation des phénomènes du monde dans lequel on vit", alors on peut d'emblée éliminer les mathématiques des sciences, ce qui à mon avis ne vous dérangera en aucune mesure, mais dérangera très certainement un grand nombre de scientifiques, toutes disciplines confondues !

Enfin, votre assertion est contradictoire, car pour vous, c'est une vérité que de dire que certaines personnes prétendent connaître La Vérité. Je pense qu'il aurait mieux valu rajouter un petit "à mon avis", ou encore "selon moi" avant vos propos.

La Vérité

[chaverondier]

Y a t il une explication théorique à la poussée d'Archimède qui ne demande pas de savoir que certains objets flottent (puisque c'est là que l'on veut aboutir!).

L'explication théorique, c'est la statique des fluides (laquelle découle des lois de la mécanique découlant elles-mêmes des lois de la physique si on veut encore remonter d'un cran).

Une explication plus intuitive est la suivante : si on considère un volume V d'un fluide en équilibre dans le champ de pesanteur terrestre, ce volume n'a tendance (par définition de l'équilibre) ni à monter, ni à descendre. Donc l'action du fluide environnant V compense exactement le poids de ce volume de fluide.

Par suite, si on met un autre objet à la place exacte du volume de fluide V, cet objet monte si son poids est inférieur au poids du volume de fluide déplacé (avec seulement l'hypothèse selon laquelle l'action d'un fluide (en équilibre dans le champ de pesanteur) environnant un volume V ne dépend que de ce volume V et pas de l'objet qui l'occupe).

[invitef8661968]

salut,

Les seuls qui prétendent connaître La Vérité sont les philosophes, les prêtres de toutes les religions, les psychologues et les économistes.

adorable ^^

si on considère un volume V d'un fluide en équilibre dans le champ de pesanteur terrestre, ce volume n'a tendance (par définition de l'équilibre) ni à monter, ni à descendre.

en fait je pense avoir compris ce qui me posait probleme.
mon raisonnement etait le suivant : pourquoi le liquide seul est il forcement a l'equilibre ?
En effet il pourrait (theoriquement) par exemple y avoir des mouvements d'ensembles du fluide où de maniere incessante les particules du haut par la gravité serait poussé vers le bas (donc le liquide serait plus dense en bas qu'en haut, jusqu'a ce que trop de molécules soient en bas et qu'elles finissent par se repousser, faisant remonter le liquide vers le haut. Bref une sorte d'oscillation des molécules d'eau entre le haut et le bas : comme pour le son (onde longitudinale il me semble..).
Ou alors peut etre que la distance entre molécules d'eau est assez grande pour qu'une molécule passe entre deux autres. et donc avec le même phénomène de molécules d'eau qui se deplacent vers le bas il y aurait compasation a chaque fois avec des molécules du bas passant entre deux molécules du haut (qui descendent sous l'effet de la gravité).. Bref ce nest pas clair et de tout facon ce dernier phenomene ne crée pas de mouvement d'ensemble (puisqu'il y a compensation incessante).

Au départ je pensais que ces exemples etaient tout deux vrais (sans vraiment y penser) et donc se posait la question de l'equilibre théorique dans un liquide.
mais comprendre que le second etait faux m'a fait me poser la question que c'etait peut etre ces exemples qui etaient faux, et par suite le raisonnement qui les suivait ( et que je vous ai soumis).

Voila donc nouvelle question, pourquoi ce phénomene d'oscillation n'est pas dans un liquide seul soumis a la gravité dans un récipient ?

merci bon dimanche

[invitef8661968]

"donc se posait la question de l'equilibre théorique dans un liquide" et de la poussé d'archimede qui en découle.

"pourquoi ce phénomene d'oscillation n'est [existe] pas dans un liquide seul soumis a la gravité dans un récipient ? "

ou tout autre phénomène aux quels vous pourriez penser, parce que je n'est evidemment pas pensé a toutes les possibilités de mouvement d'ensemble dans un fluide...

merci !

[LPFR]

Bonjour.
À partir d'un liquide au repos, le mouvement ne peut pas commencer de lui même car il augmenterait l'énergie du système (énergie cinétique du liquide).
Et une fois en mouvement, la viscosité l'arrêtera.
Unique exception, le cas de liquides "superfluides" (He4 en dessous de 2,17 K). Ils n'ont pas de viscosité et le mouvement ne s'arrête pas.
Au revoir.