Poussée d'Archimède Exercice 1: Vol en montgolfière: calcul des forces et poussée d'Archimède Dans le cas général, une montgolfière décolle lorsque la poussée d'archimède, une force dirigée verticalement vers le haut, est plus grande que son poids. La norme de cette poussée \(F_A\) se calcule à partir du volume d'air déplacé par la montgolfière: \(F_A = P_{air} \times V \times g\). On s'intéresse à une montgolfière de volume \(V= 170 m^{3}\) et de masse totale \(m = 322 kg\). Dans tout l'exercice on suppose que la montgolfière n'est soumise qu'à la poussée d'Archimède et à son poids. Exercice corrigé poussée d archimedes st. Les mouvements sont étudiés dans le référentiel terrestre, supposé galiléen. Données Accélération normale de la pesanteur: \(g = 9, 81 m\mathord{\cdot}s^{-2}\). Masse volumique de l'air: \(P_{air}= 1, 22 kg\mathord{\cdot}m^{-3}\) Calculer la norme du poids du système. On donnera le résultat avec 3 chiffres significatifs et suivie de l'unité qui convient. Calculer la norme de la poussée d'Archimède. Déterminer la norme de la somme des forces que le système subit.
Les gaz et les liquides sont des fluides, c'est-à-dire qu'ils ont la capacité de s'écouler. Les liquides sont des fluides incompressibles, leur masse volumique ρ est une constante pour une température fixée. Exercice corrigé poussée d archimedes 1. Force pressante Tout objet plongé dans un fluide au repos subit de la part de ce fluide des forces pressantes. Ces forces pressantes ont pour origine les innombrables chocs des particules de fluide sur la surface de l'objet. Origine de la force pressante d'un fluide Le vecteur associé à la force pressante est perpendiculaire à la surface de l'objet et est dirigé vers l'objet. La valeur de la force pressante dépend à la fois de la surface S de l'objet et de la pression P du fluide. F pressante = P × S avec: F pressante la force pressante exercée par le fluide sur l'objet, en newton (N) P la pression du fluide, en pascal (Pa) S la surface de l'objet, en mètre carré (m 2) La loi fondamentale de la statique des fluides La loi fondamentale de la statique des fluides relie la différence de pression entre deux positions dans un fluide incompressible et la différence entre les coordonnées verticales associées à ces positions.
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Bien qu'un bateau est construit de matériaux lourds (fer, …), donc à masse volumique élevée, sa masse volumique moyenne est inférieure à celle de l'eau. En effet, il faut considérer la masse volumique moyenne du bateau, et cette dernière est relativement faible (< 1000 kg/m3), comme le bateau contient surtout de l'air (ρair = 1, 29 kg/m3). La poussée d'Archimède d'un sous-marin est constante. Si on veut descendre le sousmarin, il faut donc augmenter son poids, ce qui est fait en remplissant sa double-paroi extérieure par de l'eau (on remplace l'air dans cette double paroi par de l'eau ce qui fait augmenter la masse volumique moyenne à une valeur supérieure à celle de l'eau. Si on veut monter à la surface, il faut de nouveau remplacer l'eau dans la double-paroi par de l'air. A cette fin, des réservoirs à air comprimé se trouvent à bord. Exploiter la poussée d'Archimède - Maxicours. Enfin, pour rester entre deux eaux, on remplit la chambre d'air avec autant d'eau pour que le poids soit exactement égal à la poussée d'Archimède. Dans ce cas, la masse volumique moyenne du sous-marin est exactement égale à celle de l'eau Les poissons peuvent descendre ou monter dans l'eau grâce à leur vessie natatoire ("Schwimmblase").
Trois cas peuvent se présenter: 1- Le poids est plus grand que la poussée d'Archimède. Le corps va descendre vers le bas P > FA | or: P = m · g = ρcorps · V · g et FA = ρliq. · g · V ⇔ ρcorps · g · V > ρliq. · g · V ⇔ ρcorps > ρliq Si la masse volumique d'un corps est plus grande que la masse volumique du liquide dans lequel le corps est plongé, le corps va descendre vers le bas (il va couler). 2- Le poids est plus petit que la poussée d'Archimède. Le corps va monter vers le haut. P < FA ⇔ ρcorps < ρliq Si la masse volumique d'un corps est plus petite que la masse volumique du liquide dans lequel le corps est plongé, le corps va monter à la surface du liquide (il va nager). Exercice corrigé poussée d archimedes se. 3- Le poids est égal à la poussée d'Archimède. Le corps va rester entre deux eaux. P = FA ⇔ ρcorps = ρliq. Si la masse volumique d'un corps est égale à la masse volumique du liquide dans lequel le corps est plongé, le corps va flotter, c'est-à-dire il ne va ni descendre vers le bas, ni monter vers le haut. Point d'application Tout se passe comme si la poussée d'Archimède s'appliquait au centre de carène, c'est-à-dire au centre de gravité du volume de fluide déplacé.