Principe D'Archimède

 

(Archimède , né à Syracuse en 287 av. J.-C. et mort à Syracuse en 212 av. J.-C., est un grand scientifique Grec de Sicile (Grande Grèce) de l'Antiquité, physicien, mathématicien et ingénieur.)

Pourquoi flotte on dans l'eau ?

Démonstration:

a) Prenons une balance ou :

d'un coté est suspendu un corps solide quelconque. sur le même plateau, nous mettons un verre vide.

dans l'autre plateau, nous équilibrons par des poids.

b) Le solide est plongé dans un bac plein d'eau et nous recueillons l'eau qui déborde. L'eau récupérée représente le volume du corps solide.

Nous constatons que la balance a bougé et que le plateau où était suspendu le solide est plus haut que l'autre et ce, quelque soit le solide ( léger ou lourd ).

c) L'eau récupérée est versée dans le verre sur le plateau sous lequel est suspendu le solide. Nous constatons que la balance est à nouveau en équilibre.

Tout s'est passé comme si , dès que le corps a été plongé dans l'eau, il recevait une poussée vers le haut qui le rende plus léger.

Cette poussée à été neutralisée à partir du moment où l'on a reversé dans le verre l'eau que nous avions récupérée. Donc, cette poussée est égale au poids de l'eau déplacée.

PRINCIPE D 'ARCHIMÈDE

POIDS APPARENT ET POIDS RÉEL

Vous avez déjà remarqué qu'une bouteille de plongée est lourde sur terre, et devient beaucoup plus légère lorsque l'on s'immerge.

La bouteille parait avoir un autre poids que l'on va appeler le POIDS APPARENT par opposition au POIDS RÉEL.

Le poids apparent est plus faible que le poids réel et la différence entre les deux est LA POUSSÉE ARCHIMÈDE.

Exemple :

Pour les calculs et histoire de simplifier nous prendrons 1L d'eau = 1 Kg

Un plongeur a un volume de 60 litres.

Il reçoit une poussée D'Archimède de 60 kg qui diminue d'autant dans l'eau son poids réel.

Il pèse tout équipée 70 kg.

Quel sera son poids apparent ?

P app = P réel - P arch => P app = 70 - 60 = 10 kg

FLOTTABILITÉ

Dans l'eau , certains corps flottent , d'autres coulent ou restent entre deux eaux.

Les corps ont donc une flottabilité différente selon leur nature.

TOUT DÉPEND DE DEUX FACTEURS : LE POIDS ET LE VOLUME

De son volume , dépendra la poussée d'Archimède

De son poids réel , dépendra son poids apparent

APPLICATIONS A LA PLONGÉE

La flottabilité du plongeur peut varier avec l'air contenu dans ses poumons. Une grande inspiration et il remonte. Au contraire une grande expiration et il coule.

C'est l'application du principe Archimède.

En vidant ses poumons, il diminue son volume total. Il diminue donc la poussée Archimède, et augmente son poids apparent donc il COULE

Les paliers se font en général à 3 m. Il faut qu'en fin de plongée, le plongeur ait sa flottabilité nulle à 3 m.

Il doit donc partir légèrement trop lourd en début de plongée. Sa bouteille, se vidant, va s'alléger de 2kg environ (rappel du poids de l'air : 1,207 g/L à 18° avec 60% d'humidité). Son équilibrage à 3 m sera ensuite contrôlé à l'aide de ses poumons.

Lorsqu'un plongeur gonfle son stab, il augmente son volume sans augmenter son poids réel. La poussée Archimède augmente et le plongeur remonte.

Mais l'utilisation principale du stab est de s'assurer une flottabilité nulle à n'importe quelle profondeur.

Si l'on veut remonter un objet lourd du fond, il vaut mieux demander à Archimède de nous aider plutôt que de risquer un essoufflement. On augmente donc le volume de l'objet sans augmenter son poids.