La barque et les passagers: problème sur la poussée d'Archimède

[invitea32f5b25]

Bonjour

2 petits problèmes de physique m'ont été soumis, d'une simplicité enfantine apparente... et pourtant:

1) Lorsque les passagers d'une barque placée dans un bac étanche (type ascenseurs à bateaux) plongent dans l'eau tout en flottant à la surface, font-ils monter le niveau de l'eau dans le bac?


2) Même problème, mais s'ils coulent au fond de l'eau?



Mes réponses, intuitives:

1) non, le niveau ne varie pas... mais je n'arrive pas à démontrer pourquoi...

2) oui, le niveau de l'eau dans le bac diminue. Mon raisonnement est que si on imagine le passager avec une masse énorme pour un volume minime. Lorsqu'il plonge dans l'eau, la barque est donc allégée de beaucoup et la poussée d'Archimède diminue, la barque s'enfonce moins dans l'eau, et donc, le niveau d'eau dans le bac descend. Le volume du passager étant minime, il ne compense pas le volume d'eau déplacé par le bac...
Mais là encore, comment démontrer ça?

Merci de vos conseils...
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[invitecaafce96]

Bonjour ,

1 - Le niveau monte en fonction du volume immergé barque .
2 - "Ils" ? Qu'est ce qui coule au fond ? La barque et les passagers ?

[invitea32f5b25]

Non, seuls les passagers coulent

la question deux est donc:

2) Même problème, mais si LES PASSAGERS coulent au fond de l'eau?


Auriez vous une explication plus précise ou une démonstration, s'il vous plait?

Merci

[invitecaafce96]

Re,
2 - Le niveau d'eau augmente en fonction de la somme des volumes des passagers noyés ( on peut peut être discuter le volume d'eau ingéré ) et du volume immergé de la barque vide .

La démonstration ? Du bon sens : à un volume donné , celui du bac étanche, vous ajoutez d'autres volumes ...Donc le niveau monte .

[A voir en vidéo sur Futura]

[Amanuensis]

1 - Le niveau monte en fonction du volume immergé barque .

??? Équilibre entre poids et poussée d'Archimède => le volume d'eau déplacé est donné par le poids, non?

[invitea32f5b25]

Re,

La démonstration ? Du bon sens : à un volume donné , celui du bac étanche, vous ajoutez d'autres volumes ...Donc le niveau monte .

Bonjour

Oui, mais le volume immergé du bac diminue, puisque la masse totale du bac diminue du fait des passagers.

[invitecaafce96]

Re ,
Remplacez le mot barque par bac dans mes explications et avoir en tête le volume de l'écluse ou de l'ascenseur .

Ah, mais votre question n'était pas claire , maintenant vous parlez de la différence de niveau entre cas 1 et 2 ...
Moi, je parlais à partir de rien sur ou dans l'eau pour 1 , et pour 2 .

Bon, eh bien maintenant , il faut commencer à écrire et peut être calculer ....

[invitecaafce96]

??? Équilibre entre poids et poussée d'Archimède => le volume d'eau déplacé est donné par le poids, non?

Je ne crois pas avoir dit le contraire : jusque là , on ne parle que de volumes .

[Amanuensis]

Je ne crois pas avoir dit le contraire

Si vous le dites...

Je sors, je laisse l'expert expliquer.

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Je tente mon explication.
Vous sortez de la barque un colis de 75 kg. Du coup, le volume d'eau déplacé par la barque diminue de 75 litres. La barque monte par rapport au niveau de l'eau et celui-ci baise par rapport au bord du bac.

Maintenant vous mettez le colis dans l'eau.
- S'il flotte, il doit déplacer 75 litres d'eau ce qui fait monter le niveau de l'eau dans le bac à son niveau initial à ras bord du bac.
- S'il coule c'est parce que son volume est inférieur à 75 litres. Cela veut dire que le niveau d'eau montera mais n'atteindra pas le bord du bac.
Au revoir.

[invitea32f5b25]

Bonjour et merci de votre intérêt. Je vais tenter de reformuler pour être plus clair.

Soit un aquarium dans lequel est placé une boîte. A l'intérieur de cette boite se trouve une boule. Les niveaux d'eau sont repérés sur les parois de l'aquarium et sur le flanc de la boite avant et après avoir déplacé la boule de la boite vers l'aquarium.
Dans la situation 1, on considère que la masse volumique de la boule est inférieure à celle de l'eau et la boule flotte. Comment varie le niveau d'eau sur les parois de l'aquarium? Sur les flancs de la boite?

Dans la situation 2, on considère que la masse volumique de la boule est supérieure à celle de l'eau et la boule coule. Comment varie le niveau d'eau sur les parois de l'aquarium? Sur les flancs de la boite?

Voilà, j'espère avoir été plus clair...

[invitea32f5b25]

Bonjour.
Je tente mon explication.
Vous sortez de la barque un colis de 75 kg. Du coup, le volume d'eau déplacé par la barque diminue de 75 litres. La barque monte par rapport au niveau de l'eau et celui-ci baise par rapport au bord du bac.

Maintenant vous mettez le colis dans l'eau.
- S'il flotte, il doit déplacer 75 litres d'eau ce qui fait monter le niveau de l'eau dans le bac à son niveau initial à ras bord du bac.
- S'il coule c'est parce que son volume est inférieur à 75 litres. Cela veut dire que le niveau d'eau montera mais n'atteindra pas le bord du bac.
Au revoir.

Je serais assez d'accord avec cette explication...

J'abuse en demandant une démonstration?

[invite6dffde4c]

...
J'abuse en demandant une démonstration?

Re.
C'est une démonstration.
Qu'est ce qu'il lui manque, selon vous, pour être une démonstration ?
A+

[invitea32f5b25]

Une généralisation... pour n'importe quelle masse et n'importe quel volume de barque

Mais merci quand même, je vais me débrouiller avec ça...

Bon dimanche