Fiche de révision

Le principe d'Archimède

Contenu

A Expériences

Expérience 1 : on immerge un solide de poids P à différents niveaux dans un volume d'eau.

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Conclusion : l'expérience montre que la poussée d'Archimède dépend du volume immergé. La poussée d'Archimède est donc proportionnelle au volume du solide immergé V.

Expérience 2 : on immerge un solide de poids P dans différents fluides : éthanol, huile, eau, eau salée, glycérine.

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Conclusion : la poussée d'Archimède dépend du fluide dans lequel le volume est plongé. Elle est proportionnelle à la masse volumique ρ.

Expérience 3 : on tare un petit récipient qui servira à récupérer l'eau. On mesure le poids P de l'objet. On l'immerge complétement et on mesure le poids apparent P'.

Observation : la poussée d'Archimède est donc FA = P – P'. Le solide a déplacé un volume d'eau égal à son propre volume.

On pèse la masse du volume d'eau récupéré et on calcule le poids du volume d'eau déplacé : Pliq. dépl. = mliq.dépl × g.

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Conclusion : tout corps solide complètement immergé dans un fluide (en équilibre) subit de la part du fluide une poussée verticale ascendante (de bas en haut) dont la valeur est égale au poids du liquide déplacé : FA = Pliq. dépl. Soit :

Image dont le contenu est  ρ : la masse volumique du fluide (kg/m3)FA = ρ × g × V g : l'intensité de la pesanteur (N/kg) V : le volume du corps immergé (m3) FA : la poussée d'Archimède (N); Fin de l'image

B Le corps flottant

Un solide immergé dans un fluide (en équilibre) est soumis à deux forces verticales et de sens contraire : son poids P et la poussée d'Archimède FA.

On appelle centre de poussée le point où s'applique la poussée d'Archimède.

Les conditions de flottabilité sont :

Tableau de 2 lignes, 6 colonnes ;Corps du tableau de 2 lignes ;Ligne 1 : ; P > FALe solide coule; ; P < FALe solide remonte; ; P = FALe solide est immobile; Ligne 2 : ρsol × g × Vsol > ρliq × g × Vsol ρsol > ρliq; ρsol × g × Vsol < ρliq × g × Vsolρsol < ρliq; ρsol × g × Vsol = ρliq × g × Vsolρsol = ρliq;

À savoir

Un solide flotte à la surface d'un fluide si : FA > P ↔ ρsol > ρliq.

Un solide est en équilibre entre deux eaux si : FA = P ↔ ρsol = ρliq.

Les conditions d'équilibre sont :

si le centre de poussée se situe au-dessus du centre de gravité, l'équilibre est stable. Le couple de forces (P, FA) tend à le ramener à sa position d'équilibre ;

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si le centre de poussée se situe au-dessous du centre de gravité, l'équilibre est instable. Le couple de forces (P, FA) tend à écarter le bateau de sa position d'équilibre (et à le faire chavirer).

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