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poussée d'archimède



  1. #1
    prems

    poussée d'archimède


    ------

    bonjour à tous :

    je me pose une question :
    la poussée d'Archimède s'exerce dans les gaz comme dans les liquides...
    est-ce qu'elle fonctionne à l'intérieur des solides ? Par exemple si on place un corps lourd dans un bac de sable et un corps léger et qu'on agite ? En fait le lourd remonte et le léger va au fond non ? Pourquoi ? merci

    -----

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  3. #2
    Cassano

    Re : poussée d'archimède

    Je suis pas sur que le "léger" remonte (peut-être). Reste à considérer que le sable soit un solide...
    "Vous qui entrez, laissez toute espérance" Dante

  4. #3
    prems

    Re : poussée d'archimède

    Ma question est peut être mal formulée :

    un sable très fin n'est il pas similaire à de l'eau ?
    si je mets un corps lourd et un corps léger dans un bac de sable
    et que j'agite ce bac
    intuitivement le corps lourd doit toucher le fond et le léger remonter
    mais je ne suis pas certain que ce ne soit pas précisément le contraire qui se produit...
    ma question est la suivante : la poussée d'archimède se produit elle dans ces circonstances comme dans le liquide et le gaz ?

  5. #4
    albanxiii
    Modérateur

    Re : poussée d'archimède

    Bonjour,

    Vous ne pouvez pas considérer le sable comme un fluide. Selon les conditions expérimentales, son comportement peut être très variable.
    Si vous cherchez "physique du tas de sable" avec votre moteur de recherché favoris, vous trouvez plein d'infos.
    Par exemple : http://www.canal-u.tv/producteurs/un..._matiere_molle

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

    Re : poussée d'archimède

    Citation Envoyé par prems Voir le message
    bonjour à tous :

    je me pose une question :
    la poussée d'Archimède s'exerce dans les gaz comme dans les liquides...
    est-ce qu'elle fonctionne à l'intérieur des solides ? Par exemple si on place un corps lourd dans un bac de sable et un corps léger et qu'on agite ? En fait le lourd remonte et le léger va au fond non ? Pourquoi ? merci
    COmment je vois le truc.

    L'objet lourd dans le sable va compacter le sable (à cause de son poid). La densité volumique du sable va augmenter.
    L'objet léger va moins compacter le sable que le lourd.

    Qu'est ce qui maintient l'objet en équilibre dans le sable, je dirais qu'en priorité, ce sont les forces de frottements entre la surfaces de l'objet et le sable.

    Mettre en vibration le sable ou l'agiter, aura pour double conséquence, d'une part de diminuer les forces de frottements et d'autre part de compacter le sable.

    Mais après avoir dit tout çà, je n'ai aucune idée de ce qui peut bien se passer...
    Il faudrait un résultat expérimental pour "guider" la réflexion...
    Dernière modification par lionelod ; 06/09/2011 à 14h40.

  8. #6
    sitalgo

    Re : poussée d'archimède

    B'jour,

    Il y a bien une poussée d'Archimède avec du sable. Vu qu'il faut vaincre des forces de frottement plus importantes, il faut une vibration d'une intensité en rapport sinon ça peut ne pas bouger du tout (ou peut-être attendre 1 siècle).
    Mais si t'as l'gosier, Qu'une armure d'acier, Matelasse. Brassens, Le bistrot.

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  10. #7
    LPFR

    Re : poussée d'archimède

    Bonjour.
    Si on « fluidise » le sable oui, il se comporte comme un fluide.
    Mais par simple agitation je ne suis pas du tout sur que le résultat ne soit pas l’inverse : les gros cailloux montent à la surface au lieu de s’enfoncer. Évidemment, rien à voir avec Archimède.
    Je pense qu’il est possible que quand l’agitation crée un espace sous le caillou, les grains de sable sont plus prompts à se glisser dans le trou et à soulever ainsi le caillou.
    On le voit dans les sols, où le cailloux on tendance à remonter à la surface par les alternances de gel et dégel. Suffisamment pour créer des bosses sur des trottoirs en macadam dans la banlieue de Paris.
    Et le comportement du sable n’a rien d’intuitif. Quand vous marchez sur du sable mouillé : il s’assèche autour de votre pied, au lieu de dégouliner.
    Il faut se garder d’extrapoler trop vite.
    Au revoir.

  11. #8
    sitalgo

    Re : poussée d'archimède

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Si on « fluidise » le sable oui, il se comporte comme un fluide.
    Certes ! c'est l'hypothèse de départ, sinon rien ne bouge.
    Mais par simple agitation je ne suis pas du tout sur que le résultat ne soit pas l’inverse : les gros cailloux montent à la surface au lieu de s’enfoncer. Évidemment, rien à voir avec Archimède.
    Effectivement, quand la densité est proche on a par exemple une accumulation de gros grains (de sable) en surface.
    Et le comportement du sable n’a rien d’intuitif. Quand vous marchez sur du sable mouillé : il s’assèche autour de votre pied, au lieu de dégouliner.
    C'est parce qu'on le décompacte, il reste davantage d'interstices entre les grains donc le niveau d'eau baisse. Le sable est capricieux, pour les routes le compactage doit se faire avec méthode : trop mouillé le résultat sera mauvais et contrairement à ce qu'on pourrait croire, il ne suffit pas de passer le compacteur autant qu'on veut, au-delà d'un certain nombre de passes, la compacité diminue. Ou une bonne averse par-dessus et c'est à refaire.
    Mais si t'as l'gosier, Qu'une armure d'acier, Matelasse. Brassens, Le bistrot.

  12. #9
    LPFR

    Re : poussée d'archimède

    Bonjour Sitalgo.
    Nous sommes d’accord.
    Cordialement,

  13. #10
    lionelod

    Re : poussée d'archimède

    Je pense que dans ce genre de phénomène, il doit exister des phénomènes de transitions de phases, je m'explique...

    Faire vibrer le sable, aura-t-il pour conséquence de le compacter ou de le fluidifier?

    D'autre part, si le sable est très compact, on peut sans doute l'assimiler à un solide.
    Si le sable est très fluide, on peut sans doute l'assimiler à un liquide.

    Dans les transitions de phases "classiques", c'est la température qui dicte quand doit s'effectuer le passage d'une phase à l'autre.
    Dans notre cas, le rôle de la température est certainement joué par la vibration.
    Intuitivement, je dirais qu'il doit exister une intensité seuil de vibration pour laquelle, son action sur le sable est différent: le compacter ou le fluidifier.

    Suivant la taille des grains, leur rugosité, leur densité, le seuil de cette intensité doit varier...

  14. #11
    verdifre

    Re : poussée d'archimède

    Bonjour,
    Je pense que dans ce genre de phénomène, il doit exister des phénomènes de transitions de phases, je m'explique...

    Faire vibrer le sable, aura-t-il pour conséquence de le compacter ou de le fluidifier?

    D'autre part, si le sable est très compact, on peut sans doute l'assimiler à un solide.
    Si le sable est très fluide, on peut sans doute l'assimiler à un liquide.
    Je crois qu'il faut accepter que tout ne puisse pas se classer dans une des 3 categories, solide,liquide,gazeux et l'analogie des transitions de phases me semble trompeuse.
    Cela me semble par contre une bonne illustration du fait que selon les dimensions (ou l'echelle) certaines propriétées sont différentes
    le probleme ici c'est que l'on essai d'appliquer ce que l'on sait sur des materiaux "continus" a quelque chose qui est composé de grains sans grande cohésion entre eux
    le sable n'est pas un matériau homogène à la bonne echelle pour que ces lois soient valides.
    fred
    On ne vient pas de nulle part et il serait souhaitable qu'on n'aille pas n'importe où !

  15. #12
    lionelod

    Re : poussée d'archimède

    Je crois au contraire que les différentes théories des transitions de phase (comme la percolation ou le groupe de renormalisation) sont LA voie royale pour étudier ces phénomènes. Des notions telle que la criticité ou l'universalité sont a prendre en compte. On ne peut pas aborder ce sujet comme on aborderait un problème de mécanique classique (avec des forces, des énergies cinétiques et potentielles, etc).


    Un exemple flagrant est la théorie des avalanches. Cette théorie dit qu'il existe un angle critique (toujours le même qu'on soit dans les alpes ou sur une dune de sable dans le sahara) à partir duquel l'avalanche se déclenche.

    Sur des expériences filmées, on voit très bien deux phases -solide/liquide-.

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  17. #13
    prems

    Re : poussée d'archimède

    j'y vois un peu plus clair...

    donc -et j'ai trouvé ça sur le net grâce à vos liens-
    quand on remue du sable, les grains les plus gros remontent...
    mais bon... j'ai l'esprit en circonvolution droite,
    s'ils remontent, les gros, c'est peut être en raison de leur taille... et non de leur masse.
    C'est un peu injuste que le plus gros soit mis en avant alors qu'il peut être vide et creux...
    Posons le problème avec un petit qui est très dense, dans mon bac à sable que j'agite, avec des grains vraiment petits, va t-il couler, ou remonter ?

  18. #14
    LPFR

    Re : poussée d'archimède

    Citation Envoyé par prems Voir le message
    ...
    s'ils remontent, les gros, c'est peut être en raison de leur taille... et non de leur masse.
    ...
    Bonjour.
    C’est même sûr.
    Car la densité d’un caillou est plus grande que ce quelle du sable (avec des espaces vides entre les grains).
    Donc ce n’est pas Archimède qui joue.
    On vous l’a déjà dit. Il remonte.
    Sauf si vous fluidisez le sable. Mais ce n’est pas en le secouant que vous le fluidisez. Pour fluidiser le sable il faut créer un courant de gaz ou de liquide ascendant qui soulève les grains.
    Et ce n’est toujours pas Archimède qui joue.
    Au revoir.

  19. #15
    verdifre

    Re : poussée d'archimède

    bonjour,
    la taille des grains fait qu'il est beaucoup plus probable qu'un grain se glisse sous un caillou plutot qu'un caillou se glisse sous un grain.
    a la moindre agitation, de petits grains se glissent sous le caillou.
    fred
    On ne vient pas de nulle part et il serait souhaitable qu'on n'aille pas n'importe où !

  20. #16
    verdifre

    Re : poussée d'archimède

    On ne vient pas de nulle part et il serait souhaitable qu'on n'aille pas n'importe où !

  21. #17
    lionelod

    Re : poussée d'archimède

    Citation Envoyé par verdifre Voir le message
    bonjour,
    la taille des grains fait qu'il est beaucoup plus probable qu'un grain se glisse sous un caillou plutot qu'un caillou se glisse sous un grain.
    a la moindre agitation, de petits grains se glissent sous le caillou.
    fred
    Si on avait un informaticien sous la main, ce serait amusant de faire une simulation numérique de ce que vous dites.
    On se donnerait une loi de probabilité dépendant de la taille des grains.
    On lance la simulation avec des milliers de grains et on attend de voir ce qui se passe ...

  22. #18
    obi76
    Modérateur*

    Re : poussée d'archimède

    Citation Envoyé par lionelod Voir le message
    Si on avait un informaticien sous la main, ce serait amusant de faire une simulation numérique de ce que vous dites.
    Par pitié, discernez les informaticiens des numériciens Quant à la simulation à proprement parler ça pourrait être amusant, mais redoutablement lourd en calcul...
    Paradoxalement, ce sont les débats stériles qui se reproduisent le plus.

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  24. #19
    lionelod

    Re : poussée d'archimède

    Citation Envoyé par obi76 Voir le message
    Par pitié, discernez les informaticiens des numériciens Quant à la simulation à proprement parler ça pourrait être amusant, mais redoutablement lourd en calcul...
    Oui pardon pour l'injure...

    Allez obi, un petit effort, vous allez bien réussir à nous pondre une petite simul. sympathique...
    20 lignes de codes, vous laissez mouliner toute la nuit, et demain vous nous faites part de vos résultats!!
    Une super animation où l'on verrait les gros grains remonter et les petits descendre.
    Qu'en pensez-vous?
    Je vous offre un café virtuel si vous nous faites ça! Ca marche?

  25. #20
    verdifre

    Re : poussée d'archimède

    Bonjour,
    je pense que la simulation pourrait être assez proche de celle d'un recuit. Je suis loin d'être specialiste mais il me semble que ce type de smiulations était trés en vogue il y a quelques années (peut être encore maintenant, mais j'ai vraiment pas suivi)
    fred
    On ne vient pas de nulle part et il serait souhaitable qu'on n'aille pas n'importe où !

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