Archimède sur un cyclindre en fond de récipient

[invite8e2eda93]

Bonjour,

un corps cylindrique est-il assujetti à la poussée d'Archimède si il touche le fond du récipient de façon hermétique ?
Par exemple, un cylindre touchant le fond d'une piscine remplie d'eau ?

Je dirais que non, mais je n'arrive pas à trouver une référence sur laquelle m'appuyer…

Mon raisonnement est que si on considère les forces qui agissent sur l'objet, on a (entre autres) le poids de la colonne de fluide située au dessus de l'objet. Par contre, si le cylindre touche le fond alors on n'a plus la pression du fluide dessous lui. Or pour un objet cylindrique, la poussée d'Archimède est due à l'écart entre la somme vectorielle des forces de pression du fluide s'appliquant en haut et bas de l'objet et le poids de l'objet. En l'absence de fluide en bas de l'objet, la poussée d'Archimède n'existe donc pas et la loi de Newton ne fait participer que le poids de l'objet, celui de la colonne d'eau située au dessus de lui et la force de réaction du fond du récipient/piscine.

Est-ce correct?
Si c'est effectivement le cas, est-ce que ce phénomène porte un nom? Ou connaîtriez-vous une référence qui traite de ce cas?
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[XK150]

Bonjour ,
Oui , vous avez raison . Pour votre explication aussi .
La condition pour appliquer Archimède dit , entre autres choses , que le corps immergé doit être entièrement mouillé ,
ce qui n'est pas le cas pour un objet posé étanche sur le fond .

[phys4]

Si c'est effectivement le cas, est-ce que ce phénomène porte un nom? Ou connaîtriez-vous une référence qui traite de ce cas?

Bonjour,
Si votre objet est appliqué de façon hermétique sur le fond, alors c'est une "ventouse" !
Voir les références pour ce mot.

[XK150]

Re ,

Pas pour moi pour qui " ventouse " a un aspect déformation avec vide partiel .
Là , il suffit qu'il n'y ait pas de film d'eau entre le fond et l'objet .

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite8e2eda93]

@XK150 @phys4 merci pour vos réponses!

C'est vrai que ça peut être vu comme une ventouse dans le sens où la pression de la colonne de fluide au dessus de l'objet (et accessoirement le poids de l'objet) vont le plaquer contre la surface. On est donc dans le cadre de la définition Wikipédia d'une ventouse:

Une ventouse est une pièce concave souple de caoutchouc, ou d'une autre matière, qui peut adhérer à des surfaces planes et lisses grâce à la pression atmosphérique.

Néanmoins, comme XK150 le suggérait, quand on pense à une ventouse, on pense aussi à une cavité avec un vide partiel, qui n'existe pas dans ce cas… Et c'est ce que la définition de Wikipédia anglais donne

A suction cup, also known as a sucker, is an object that uses the negative fluid pressure of air or water to adhere to nonporous surfaces, creating a partial vacuum.

Maintenant la situation que je décris (objet en contact *hermétique*) n'existe jamais dans la vraie vie, et l'objet finira toujours par se décoller…

Si je posais cette question c'est que je suis en train de rédiger ma thèse où j'étudie (entre autres) une instabilité numérique qui est liée aux effets de poussée d'Archimède. Je développe un modèle numérique que je teste sur un cas d'étude: une bulle ou goutte très allongée verticalement. Je veux justifier ce choix de cas, et notamment pourquoi je ne considère pas plutôt une colonne de fluide infinie, idée qu'un de mes encadrants avait proposé, à laquelle la plupart des lecteurs vont certainement penser et qui ne marche pas selon moi. Idéalement j'aurais besoin d'une référence qui dise que si il n'y a pas de "bas" à l'objet immergé alors y'a pas de poussée d'Archimède. Cette référence est donc avant tout pour me protéger…

Des idées?
Je suis sûr que les plongeurs d'apnées ont du rencontrer ce genre de phénomène, il doit donc y avoir un nom, non?

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Vous avez un exemple dans les mécanismes de chasse d’eau.
Le bouchon appuie sur les bords de la canalisation de sortie du réservoir et ne subit pas la pression hydrostatique du réservoir.
Mais quand on actionne la chasse, on soulève de force le bouchon (dont le creux donnant vers le bas, luis assure une densité inférieure à l’eau). Il subit alors la poussée d’Archimède qui le fait flotter jusqu’à ce que le réservoir de vide et qu’il se r’appuie sur l’ouverture de sortie qui elle même s’est déjà vidée de l’eau.

Nota: les bulles allongées ne sont pas stables car l’énergie due à la tension superficielle est trop grande. Elles se fractionnent.
Au revoir.

[invite8e2eda93]

@LPFR très intéréssant comme système! Je me permet de me mettre quelques liens et informations ici pour mon moi du futur et/ou d'autres lecteurs du thread:
Principe d'une chasse d'eau selon wikipedia francophone

Le système est connu sous les noms de robinet à flotteur, compensé à membrane, vanne à flotteur.
Ou en anglais: float valve, self acting hydraulic diaphragm valve, robinet à flotteur pilotable, robinet flotteur automoteur, self acting diaphragm valve
Robinets flotteurs industriels (site francophone)
Robinets flotteurs industriels (site anglophone)

LPFR:
Nota: les bulles allongées ne sont pas stables car l’énergie due à la tension superficielle est trop grande. Elles se fractionnent.
Au revoir.

Oui, mais le cas que je considère est pris dans des conditions très particulières, en particulier pas de tension de surface, écoulement non-visqueux et temps extrêmement courts. Mon problème est 100% numérique, et non physique… Mais on s'éloigne de la question originelle.

[invitef29758b5]

Salut
Salut

Je dirais que non, mais je n'arrive pas à trouver une référence sur laquelle m'appuyer…

Le démonstration de la poussée d' Archimède = Somme des forces de pression sur une surface fermée .
Si la surface n' est pas fermée , la démonstration tombe à l' eau car on ne peut pas appliquer le théorème du gradient .