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La poussée d'Archimède
Tout corps plongé dans un liquide, et n'ayant pas reparu au bout de 5 minutes, est considéré comme irrémédiablement perdu ... Euh, soyons sérieux : on reprends : Tout corps plongé dans un liquide au repos subit une force verticale, dirigée de bas en haut et opposée au poids du volume de liquide déplacé. Cette force est appelée poussée d'Archimède.
Comme on peut le voir ci-dessus, un cylindre métallique pesant (par exemple) 1300 grammes à sec, ne pèse plus que 800 grammes si on le plonge dans de l'eau pure, et 750 grammes si l'eau est salée.
La poussée d'Archimède est la force exercée par un fluide sur un corps immergé dans ce fluide. Cette force est dirigée vers le haut et est égale au poids du fluide déplacé par le corps.
Elle est un principe fondamental de la physique des fluides qui explique pourquoi certains objets flottent ou coulent dans un liquide. Voici un aperçu détaillé de ce concept :
Formulation
Si l'on considère les intensités (normes) des forces, alors, en notant PA et g les normes des vecteurs associés, on a :
PA=ρVg
L'intensité PA de la poussée d'Archimède s'exprime en N (newton)
la masse volumique ρ en kg/m3 (kilogramme par mètre cube)
le volume de fluide déplacé V en m3 (mètre cube)
l'accélération de la pesanteur g en m/s2 (mètre par seconde carrée)
- Origine :
- Le principe a été découvert par le mathématicien et ingénieur grec Archimède de Syracuse au IIIe siècle avant J.-C. Selon la légende, il a formulé ce principe en observant comment un corps flottait dans l'eau, ce qui lui aurait permis de résoudre un problème lié à la détection de l'authenticité de l'or dans une couronne.
- Applications : La poussée d'Archimède a de nombreuses applications dans divers domaines :
- Navigation : Les bateaux et les navires flottent grâce à la poussée d'Archimède, qui est équilibrée par leur poids.
- Hydrométrie : Les instruments comme les hydromètres utilisent ce principe pour mesurer la densité des liquides.
- Sous-marins : Les sous-marins utilisent la poussée d'Archimède pour plonger ou remonter en ajustant leur volume immergé.
- Conditions de Flottabilité : Un objet immergé dans un fluide peut :
- Flotter : Si la force de poussée est égale ou supérieure à son poids.
- Couler : Si la force de poussée est inférieure à son poids.
- Rester suspendu : Si la force de poussée est égale à son poids.
La poussée d'Archimède est un concept clé dans la physique qui permet de comprendre le comportement des objets dans les fluides. Elle illustre comment les forces agissent dans des environnements liquides et est essentielle dans de nombreux domaines scientifiques et techniques.