Aller au contenu
CALX
Apparence

Apparence

Clair ou sombre

Couleur
Accessibilité

CatégoriesRecherche

Poussée d’Archimède

Flotte ou coule, fraction immergée, poussée sur un volume et poids apparent sous le fluide, avec les fluides usuels préréglés.

Paramètres

Glace : 917. Chêne : ~700. Acier : 7850. Corps humain : ~985.

Résultat

Fraction immergée

89,463 %

Calcul
fraction = ρobjet / ρfluide = 917 / 1025 = 0,89463
Rapport des masses volumiques
0,89463
ρ fluide = 1025 kg/m³ρ objet = 917 kg/m³89,5 %
Remarques (3)

L’objet flotte, immergé à 89,463 % de son volume à l’équilibre.

g vaut 9,806 65 m/s², valeur normale conventionnelle, exacte par définition.

Dans l’air, un ballon d’un mètre cube gagne 1,2 kg de portance ; une pesée de précision se corrige de cette poussée.

Calcul, hypothèses et sources

PrésentationLa poussée d'Archimède en trois questions.

La poussée d'Archimède en trois questions. L’objet flotte-t-il, et quelle fraction de son volume reste sous la ligne de flottaison ? Quelle force le fluide exerce-t-il sur un volume immergé ? Combien pèse un objet sur une balance sous l'eau ? Les fluides usuels sont préréglés (eau douce, eau de mer, huile, mercure, air).

Méthode & formulesF = ρ_fluide × g × V_immergé
F = ρfluide × g × Vimmergéfraction immergée = ρobjet / ρfluidepoids apparent = P − F = (m − ρfluide·V)·g

La poussée est le poids du fluide déplacé. Un corps qui flotte s'enfonce jusqu'à ce que ce poids égale le sien, d'où une fraction immergée égale au rapport des masses volumiques, indépendante de g.

Poussée d’Archimède
la résultante des forces de pression du fluide sur le corps : verticale, vers le haut, égale au poids du fluide déplacé.
Fraction immergée
la part du volume sous la surface à l’équilibre, ρ_objet/ρ_fluide pour un corps flottant homogène. La glace (917 kg/m³) dans l’eau de mer (1025 kg/m³) est immergée à 89 %.
Poids apparent
ce que lit une balance sous le fluide : le poids réel moins la poussée. La pesée hydrostatique s’en sert pour mesurer les masses volumiques.
Entre deux eaux
l’équilibre indifférent d’un corps de même masse volumique que le fluide.
Domaine de validitéLe calcul suppose un fluide au repos et, pour la fraction immergée, un objet homogène ; il néglige la poussée de l'air sur la partie émergée (0,1 % environ face à l'eau).

Le calcul suppose un fluide au repos et, pour la fraction immergée, un objet homogène ; il néglige la poussée de l'air sur la partie émergée (0,1 % environ face à l'eau). Les masses volumiques préréglées valent aux conditions ordinaires : l'eau de mer va de 1020 à 1029 kg/m³ selon salinité et température. La tension de surface, qui fait flotter un trombone plus dense que l'eau, n'est pas prise en compte.

Lecture du résultatFlotter ou couler ne dépend que du rapport des masses volumiques.

Flotter ou couler ne dépend que du rapport des masses volumiques. La poussée croît comme le volume. Un corps humain, vers 985 kg/m³, ne pèse presque rien dans l'eau. Peser un objet dans l'air puis dans l'eau donne sa masse volumique sans mesurer son volume.