La méthode

Poussée d'Archimède

3ᵉ · Physique-Chimie

I. Nature et sens de la force

Définition

La poussée d'Archimède est une force exercée par un fluide sur un objet. Sans fluide, cette force n'existe pas.

Propriété

Elle est toujours dirigée vers le haut, à l'opposé du poids. Elle correspond au poids du fluide déplacé.

Méthode

Repérer le fluide qui entoure l'objet.
Identifier le sens de la poussée vers le haut.

Exemple

Un ballon est plongé dans l'eau. Le fluide est l'eau. La poussée pousse le ballon vers le haut, à l'opposé de son poids.

Remarque

L'air est aussi un fluide, donc la poussée s'applique partout.

II. Calcul et conversions du volume

Définition

Le volume utile est uniquement celui de la partie immergée. L'intensité de la pesanteur $g$ vaut $10 N / k g$ .

Propriété

La force est proportionnelle au volume immergé et à la masse volumique du liquide. Plus l'objet prend de place dans l'eau, plus il subit une forte poussée. Plus le liquide est dense, plus la poussée d'Archimède est forte.

Méthode

Convertis toujours ton volume en $m^{3}$ avant de multiplier par $ρ$ .
Multiplier la masse volumique par le volume et par g.

Exemple

Sache que $1 d m^{3} = 1 0^{- 3} m^{3}$ : le $3$ vient des trois dimensions du volume. Un objet a un volume immergé de $2 d m^{3}$ . En $m^{3}$ , cela fait $2 \cdot 1 0^{- 3} m^{3}$ . La masse volumique de l'eau est $1000 k g / m^{3}$ . Le calcul donne $P_{A} = 1000 \cdot 2 \cdot 1 0^{- 3} \cdot 10 = 20 N$ .

Remarque

Ne confonds jamais la masse en kg et la force en newton.

Remarque

Pour passer de $k g / m^{3}$ à $g / c m^{3}$ , divise toujours par $1000$ . Pour la masse du liquide déplacé, utilise le volume de l'objet, jamais sa masse.

III. Flotter couler et poids apparent

Définition

Le poids apparent est le poids mesuré quand l'objet est dans l'eau. La poussée d'Archimède est toujours égale au poids perdu par l'objet.

Propriété

Un objet flotte si sa masse volumique est plus faible que celle du liquide. Son poids doit être égal à la poussée.

Méthode

Comparer la masse volumique de l'objet et du liquide.
Conclure sur le flottement de l'objet.

Exemple

Le liège a une masse volumique de $240 k g / m^{3}$ et l'eau $1000 k g / m^{3}$ . Le liège est plus léger que l'eau. Il flotte donc à la surface.

Remarque

La profondeur ne change rien tant que l'objet est totalement immergé.

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Poussée d'Archimède

I. Nature et sens de la force

II. Calcul et conversions du volume

III. Flotter couler et poids apparent