La poussée d’Archimède Notions de flottabilité cours N4 - Rappels - Densité de
La poussée d’Archimède Notions de flottabilité cours N4 - Rappels - Densité de l’eau - Poids apparent - Le lest © 2004 – Gérard DOMINÉ – IR – MF2 – BEES1 – Moniteur Nitrox / Recycleur SCR – Formateur TIV Rappels : une question de vocabulaire Le langage courant emploie, parfois à tort, certains termes. Pour éviter des erreurs de compréhension, il est nécessaire de les définir. POIDS et MASSE On parle habituellement du poids des objets, alors qu’il faudrait parler de masse. Le poids est une force exercée par la pesanteur sur une masse (il se mesure en Newton) alors que la masse se mesure en kg. Ce qu’il faut retenir : lorsque l’on dit « le poids de cette bouteille est de 20 kg », il faudrait dire : « la masse de cette bouteille est de 20 kg » (son poids est d’environ 200 Newtons). Par commodité de langage, nous confondrons par la suite les notions de poids et de masse. Rappels : une question de vocabulaire Masse volumique La masse volumique est la masse par unité de volume. Par exemple, la masse volumique de l’eau pure est de 1 kg par litre. Litres et décimètres cube (dm³) Le litre est une unité de volume réservée aux liquides (1 litre d’eau) et aux matières sèches (1 litre de farine). Dans le langage scientifique, on utilise le dm³ plutôt que le litre. Cependant, 1 litre équivaut à 1 dm³. Densité La densité relative (d) est le rapport entre la masse volumique d’une substance et la masse volumique d’un corps de référence. Pour les solides et les liquides, le corps de référence est l’eau pure à 4°C dont la masse volumique est de 1 kg/litre. Flottabilité et densité La densité est le rapport de la masse volumique d’un corps par rapport à la masse volumique de l’eau douce Flottabilité et densité de l’eau L’étalonnage se fait à partir de l’eau douce : 1 litre (volume) = 1 kg (masse) Flottabilité : la poussée d’Archimède Tout corps plongé dans un liquide reçoit une poussée verticale de bas en haut égale au poids du volume de liquide déplacé. La poussée d’Archimède varie en fonction de la densité du liquide et modifie le poids apparent du plongeur. Poids apparent = Poids réel du plongeur – poussée d’Archimède Poussée d’Archimède = volume d’eau déplacé x masse volumique Flottabilité et densité : exercices Plongée en lac (eau douce : d = 1) La masse totale d’un plongeur (tout équipé, avec bouteille mais sans lest) est de 82 kg pour un volume de 88 dm³. Quel lest (plomb en kg) doit-il prévoir pour être en flottabilité neutre au retour, gilet vide, sachant que sa consommation d’air va diminuer de 2 kg le poids apparent de sa bouteille ? - Poussée d’Archimède = 88 x 1(d) = 88 kg - Poids apparent du plongeur au départ : 82 – 88 = - 6 kg - Poids apparent du plongeur au retour : (-6) + (-2) = - 8 kg Notre plongeur devra donc prévoir un lest de 8 kg de plomb. Flottabilité et densité : exercices Plongée en mer (Atlantique : d = 1,024) La masse totale d’un plongeur (tout équipé, sans bouteille et sans lest) est de 82 kg pour un volume de 88 dm³. Quel lest (plomb en kg) doit-il prévoir pour être en flottabilité neutre dans l’espace proche à l’occasion d’une plongée en narguilé ? - Poussée d’Archimède : 88 x 1,024 = 90,11 kg - Poids apparent : 82 – 90,11 = - 8,11 kg Notre plongeur devra se lester au minimum avec 8,11 kg de plomb. Flottabilité et densité : exercices Plongée en eau à forte salinité : lac permanent sursalé (Djibouti Lac Assal : d = 1, 25) La masse totale d’un plongeur (avec combinaison légère étanche, sans lest) est de 85 kg pour un volume de 82 dm³(masque et palmes compris). Son scaphandre (bi-bouteille de 2x9 litres + détendeur) pèse en tout 25 kg pour un volume total de 22 dm³. Quel lestage est nécessaire pour qu’il ait une flottabilité neutre en surface. - Poussée d’Archimède : (82 + 22) x 1,25 = 130 kg - Poids réel : 85 + 25 = 110 kg - Poids apparent : 110 - 130 = - 20 kg Notre plongeur devra donc prévoir 20 kg de lest minimum Flottabilité et lest 1 cube de plomb d’un volume de 1 litre pèse 11,30 kg, poids apparent ? Flottabilité et lest 1 cube de plomb d’un volume de 1 litre pèse 11,30 kg, quel serait son poids apparent dans une eau à forte salinité de densité 1,33 ? Poussée d’Archimède : 1 litre x 1,33kg/l = 1,33 kg poids apparent : 11,3 kg – 1,33 kg = 9,97 kg Prochain cours Mariotte (compressibilité des gaz) © 2004 – Gérard DOMINÉ – IR – MF2 – BEES1 – Moniteur Nitrox / Recycleur SCR – Formateur TIV uploads/Religion/ physiquen4-cours2-archimede.pdf
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- Publié le Aoû 08, 2022
- Catégorie Religion
- Langue French
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