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Séance de cours

Principe des archimèdes : exemples et expériences

Description

Cette séance de cours couvre le principe d'Archimède, en se concentrant sur les forces de pression vers le haut dans les fluides statiques, connu sous le nom de poussée d'Archimède. Il explique comment les forces de pression restent constantes lors du remplacement d'une pièce de fluide immergée par un autre objet du même volume. La séance de cours discute également de scénarios où un corps submergé dans un fluide éprouve différentes forces, telles que l'équilibre, le naufrage ou le flottement. Divers exemples, dont un ballon de fairground et un contenant rempli de liquide sur un chariot d'accélération, sont utilisés pour illustrer le concept.

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Concepts associés (32)

Flottabilité

vignette|Forces impliquées dans la flottabilité : l'objet flotte parce que la portance (dirigée vers le haut) équilibre le poids (dirigé vers le bas). Dans un fluide (gaz ou liquide), les corps sont soumis à la poussée d'Archimède. Les corps ont une flottabilité différente selon leur masse volumique et donc leur densité. La flottabilité est la poussée verticale, dirigée de bas en haut, qu'un fluide (gaz ou liquide) exerce sur un volume immergé. La flottabilité agit toujours dans la direction opposée à la gravité.

Poussée d'Archimède

vignette|La poussée d'Archimède permet de concevoir la balance hydrostatique utilisée par les orfèvres du Moyen Âge pour analyser la densité des alliages d'or et d'argent. vignette|Les montgolfières exploitent le principe de la poussée d'Archimède, en devenant plus légères que l’air ambiant. La poussée d'Archimède est la force particulière que subit un corps placé entièrement ou partiellement dans un fluide (liquide ou gaz) et soumis à un champ de gravité.

Displacement (fluid)

In fluid mechanics, displacement occurs when an object is largely immersed in a fluid, pushing it out of the way and taking its place. The volume of the fluid displaced can then be measured, and from this, the volume of the immersed object can be deduced: the volume of the immersed object will be exactly equal to the volume of the displaced fluid. An object that sinks displaces an amount of fluid equal to the object's volume.

Mécanique des fluides

La mécanique des fluides est un domaine de la physique consacré à l’étude du comportement des fluides (liquides, gaz et plasmas) et des forces internes associées. C’est une branche de la mécanique des milieux continus qui modélise la matière à l’aide de particules assez petites pour relever de l’analyse mathématique, mais assez grandes par rapport aux molécules pour être décrites par des fonctions continues. Elle comprend deux sous-domaines : la statique des fluides, qui est l’étude des fluides au repos, et la dynamique des fluides, qui est l’étude des fluides en mouvement.

Pression

La pression est une grandeur physique qui traduit les échanges de quantité de mouvement dans un système thermodynamique, et notamment au sein d'un solide ou d'un fluide. Elle est définie classiquement comme l'intensité de la force qu'exerce un fluide par unité de surface. C'est une grandeur scalaire (ou tensorielle) intensive. Dans le Système international d'unités elle s'exprime en pascals, de symbole Pa. L'analyse dimensionnelle montre que la pression est homogène à une force surfacique ( ) comme à une énergie volumique ( ).

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