Quantité minimale d'eau pour flotter (et poussée d'Archimède).

[futurafan]

Bonjour.
Une embarcation de forme parallélépipédique rectangle ("pavé droit") et de masse par exemple 100 kg flotte actuellement sur l'eau d'une grande citerne de forme "pavé droit".
1) On retire de l'eau de la citerne jusqu'à ce qu'il n'y ait plus qu'un centimètre d'eau sous l'embarcation.
L'embarcation flotte t-elle toujours avec la même ligne de flottaison ?
2) On retire de l'eau de la citerne et en même temps on réduit les dimensions de la citerne jusqu'à ce qu'il n'y ait plus qu'un centimètre d'eau sous l'embarcation et autours de l'embarcation.
L'embarcation flotte t-elle toujours avec la même ligne de flottaison ?

3) Peut-on ainsi, en itérant le procédé précédant, arriver à faire flotter l'embarcation dans une quantité d'eau qui a une masse inférieure à celle de l'embarcation ?


J'ai besoin de spécialistes pour une réponse car je "sèche" ?
Cordialement.
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[JPL]

S’agissant certainement d’un exercice as-tu lu A lire avant de poster ?

[futurafan]

Bonjour ?
Ce n'est pas un énoncé d'exercice que l'on ma donné !
C'est une question que je me pose !
J'ai une idée pour une réponse possible mais n'ai tout simplement personne pour juger de sa validité !

1) Je pense que la profondeur de l'eau sous l'embarcation n'a pas d'effet sur la ligne de flottaison (pourvu qu'il reste un minimum d'eau
en dessous ( 1cm par exemple)
2) Je pense que les dimensions du réservoir autours de l'embarcation n'ont pas d'influence non plus ! ( pourvu qu'il reste un minimum d'eau autours)
3) Je pense que la réponse est oui !


Cordialement

[futurafan]

Mais alors :
La masse du "volume d'eau déplacé" sera strictement inférieure à la masse de l'embarcation.
Il faut alors "bien définir " ce que l'on entend par volume d'eau déplacé.
Est ce bien encore la poussée d'Archimède qui fait flotter l'embarcation ?
Cordialement

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite9137ea99]

Bonjour, en attente de la validation de la pièce jointe, je pense que tu n'as pas besoin de spécialistes pour répondre à ta question.
Penses-tu que si tu te couches dans un étang qui n'aurait que 5 cm de profondeur, tu flotterais ? Ou encore...si tu revêts une combinaison de plongeur trop large pour toi, et que tu laisses couler un cm d'eau entre toi et ta combinaison, vas-tu flotter à l'intérieur ?
A moins que la question soit mal comprise de ma part...

[futurafan]

Bonjour.
Merci pour la réponse.
Mais, il ne s'agit pas de moi ! (" ... tu te couches dans un étang qui n'aurait que 5 cm de profondeur, tu flotterais ? ...)
Les conditions sont précisées dans le premier message.
et rappelées ci dessous.
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Une embarcation de forme parallélépipédique rectangle ("pavé droit") et de masse par exemple 100 kg flotte actuellement sur l'eau d'une grande citerne de forme "pavé droit".
1) On retire de l'eau de la citerne jusqu'à ce qu'il n'y ait plus qu'un centimètre d'eau sous l'embarcation.
L'embarcation flotte t-elle toujours avec la même ligne de flottaison ?
2) On retire de l'eau de la citerne et en même temps on réduit les dimensions de la citerne jusqu'à ce qu'il n'y ait plus qu'un centimètre d'eau sous l'embarcation et autours de l'embarcation.
L'embarcation flotte t-elle toujours avec la même ligne de flottaison ?

3) Peut-on ainsi, en itérant le procédé précédent, arriver à faire flotter l'embarcation dans une quantité d'eau qui a une masse inférieure à celle de l'embarcation ?


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Cordialement.

[invite9137ea99]

Essaie dans un évier. Tu peux y placer une petit bouteille en plastique, tu la remplis presque complètement d'eau de façon à ce qu'elle flotte dans l'évier rempli d'eau. Laisse couler l'eau de l'évier de manière à ne laisser qu'un cm de hauteur, ta bouteille va t-elle encore flotter ? Tu peux bien entendu faire l'expérience en remplaçant la bouteille par une barquette aux angles droits, cela n'y changera rien. Sauf si tu dimensionnes ta barquette de manière à.... (je pense que maintenant tu auras ta réponse...)

[invitef34185c4]

Essaie dans un évier. Tu peux y placer une petit bouteille en plastique, tu la remplis presque complètement d'eau de façon à ce qu'elle flotte dans l'évier rempli d'eau. Laisse couler l'eau de l'évier de manière à ne laisser qu'un cm de hauteur, ta bouteille va t-elle encore flotter ? Tu peux bien entendu faire l'expérience en remplaçant la bouteille par une barquette aux angles droits, cela n'y changera rien. Sauf si tu dimensionnes ta barquette de manière à.... (je pense que maintenant tu auras ta réponse...)

Je veux bien essayer, mais tu me diras ton truc pour que l'évier vienne épouser la forme de la bouteille.

[invitef34185c4]

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Une embarcation de forme parallélépipédique rectangle ("pavé droit") et de masse par exemple 100 kg flotte actuellement sur l'eau d'une grande citerne de forme "pavé droit".
1) On retire de l'eau de la citerne jusqu'à ce qu'il n'y ait plus qu'un centimètre d'eau sous l'embarcation.
L'embarcation flotte t-elle toujours avec la même ligne de flottaison ?
2) On retire de l'eau de la citerne et en même temps on réduit les dimensions de la citerne jusqu'à ce qu'il n'y ait plus qu'un centimètre d'eau sous l'embarcation et autours de l'embarcation.
L'embarcation flotte t-elle toujours avec la même ligne de flottaison ?

3) Peut-on ainsi, en itérant le procédé précédent, arriver à faire flotter l'embarcation dans une quantité d'eau qui a une masse inférieure à celle de l'embarcation ?

Pièce jointe 423227
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Cordialement.

Si je comprends bien.

En 1, l'idée n'est pas d'enlever l'eau, mais plutôt de relever le fond de la citerne pour qu'il ne soit plus qu'à un centimètre du fond de l'embarcation ?
Dans ce cas, ça devrait flotter.

En 2, cette fois on rapproche et le fond et le bord du contour de l’embarcation, à un centimètre partout ?
Le résultat dépendra du poids et de la quantité d'eau déplacé, je pense.

Ce qui répond au point 3 ?

P.s : je ne prétends pas avoir la bonne réponse.

[gts2]

Bonjour,

Ce que vous décrivez ressemble aux ascenseurs à bateaux, donc cela existe réellement.
Je suppose simplement qu'il y a une garde un peu plus grande que 1cm.

[futurafan]

Bonjour,
Merci pour la réponse.
La petite expérience ci dessous montre que l'on peut faire flotter une masse de 200 g + un gobelet dans 100 g d'eau.
10.jpg
11.jpg
1) La masse du volume d'eau "déplacée" est alors strictement inférieure à la masse de l'objet flottant et pourtant il flotte !?
2) Est-ce bien la poussée d'Archimède qui explique la flottaison ci dessus ?
Cordialement.

[invitef34185c4]

Bonjour,
Merci pour la réponse.
La petite expérience ci dessous montre que l'on peut faire flotter une masse de 200 g + un gobelet dans 100 g d'eau.
Pièce jointe 423228
Pièce jointe 423229
1) La masse du volume d'eau "déplacée" est alors strictement inférieure à la masse de l'objet flottant et pourtant il flotte !?
2) Est-ce bien la poussée d'Archimède qui explique la flottaison ci dessus ?
Cordialement.

Intéressant.

En fait je pense qu'il faut prendre en compte le volume d'eau qui occuperait l'espace du gobelet qui se trouve sous la ligne du flottaison, et non pas le volume d'eau qui s'est effectivement déplacé.

Je dirais maladroitement surement, que le "manque d'eau" initial est rattrapé par la remontée du niveau de l'eau causé par l’exiguïté du récipient.

[gts2]

C'est juste un problème de vocabulaire ancrée dans les habitudes : le volume d'eau "déplacée" est le volume de la partie immergée de l'objet.

[futurafan]

Bonjour,
Merci pour les réponses toujours très cordiales et respectueuses.
Si je résume :

A)
en images :
15.jpg
16.jpg

B)
en mots :
1)
il y a donc une question de vocabulaire : "...volume d'eau déplacé..." pour " ...volume d'eau égal au volume de la partie immergée..." !?

2)
C'est bien la poussée d'Archimède qui fait flotter l'objet !?

3)
Il est possible de faire flotter un objet de 40kg dans 20kg d'eau (voir "beaucoup" moins que 20kg) !?

cordialement.

[gts2]

2) C'est bien la poussée d'Archimède qui fait flotter l'objet !?

Oui et non : la poussée d'Archimède n'est pas quelque chose de fondamental (ce n'est pas exactement ce que je voulais dire mais je ne trouve pas le mot adéquat), c'est une description, un théorème, une méthode de calcul de la résultante des forces de pression du fluide qui évite justement de rentrer dans le détail de ces forces.

3) Il est possible de faire flotter un objet de 40kg dans 20kg d'eau (voir "beaucoup" moins que 20kg) !?

Oui

[obi76]

Bonjour,
Question très intéressante. Si on reprend exactement la demonstration de la poussee d' Archimede, effectivement, le "volume de fluide déplacé", c'est bien le volume immergé, lequel peut être supérieur à la quantité d'eau initialement présente.

[futurafan]

Bonjour,
Merci encore pour toutes vos réponses.
Sauf erreur(s) les documents ci dessous montrent que théoriquement, et par exemple, il est possible de faire "flotter" un bateau de 28229449, 76 kg dans une couche de 1cm d'eau par la "poussée d'Archimède" ...
(situation précise, données, et calculs, soumis à vérifications dans les documents ci dessous)
image :
document pdf : http://site.math.free.fr/quantite_ea...au_flotter.pdf
document ods : http://site.math.free.fr/quantite_ea..._archimede.ods
Cordialement

[obi76]

Sauf erreur(s) les documents ci dessous montrent que théoriquement, et par exemple, il est possible de faire "flotter" un bateau de 28229449, 76 kg dans une couche de 1cm d'eau par la "poussée d'Archimède" ...
(situation précise, données, et calculs, soumis à vérifications dans les documents ci dessous)

oui, au même titre que vous pouvez exploser un tonneau avec très peu d'eau également. Où est le problème ?

Après je n'ai pas vérifié vos calculs.

[jacknicklaus]

ou encore, que vous pouvez obtenir une poussée de quelques tonnes avec un vérin de quelques kilos.

[futurafan]

Bonjour,
Je m'étonnais innocemment de ce qu'un "pétrolier" pouvait peut-être "flotter" dans une "flaque d'eau", rien de plus.
Cordialement.

[obi76]

Je m'étonnais innocemment de ce qu'un "pétrolier" pouvait peut-être "flotter" dans une "flaque d'eau", rien de plus.

Il faut quand même le récipient qui va bien...

[invite8da976cf]

Il faut quand même le récipient qui va bien...

Il y en a dans les chantiers navals, bien qu'on soit ici, autour du bateau, de l'ordre de quelques mètres.

[obi76]

Il y en a dans les chantiers navals, bien qu'on soit ici, autour du bateau, de l'ordre de quelques mètres.

Oui je sais bien, c'était juste pour montrer qu'avec une flaque d'eau OK, mais il faut quand même que le bassin en question épouse parfaitement la surface du bateau en question

[phys4]

Un exemple d'application de flottaison sur une faible quantité de liquide : les supports des phares tournants, il suffit de quelques kg de mercure pour supporter des optiques de plusieurs tonnes.
https://detienne.net/phares/divers_cuve.php

[gts2]

Un exemple historique de flottaison sur mercure : l'expérience de Michelson-Morley utilisait un dispositif de même type.

[futurafan]

Bonjour,
Merci beaucoup pour ces réponses très intéressantes.


Une poussée d'Archimède... inversée !)
https://www.espci.psl.eu/fr/actualit...imede-inversee


"...subit une force verticale, dirigée de bas en haut et opposée au poids du volume de fluide déplacé..."
https://fr.wikipedia.org/wiki/Pouss%...Archim%C3%A8de

Cordialement.