Accueil > Autres lieux, autres thèmes > Archimède pèse le pour et le contre

Le principe d’Archimède

Archimède pèse le pour et le contre

Initialement publié le 8 juin 2015, mis à jour le 4 juillet 2015 , par GALLIER Jean dans Autres lieux, autres thèmes

Pour faire suite à l’exercice de l’article « Archimède penche d’un côté. », voici une autre version de ce même exercice mais, avec des données de départ quelque peu différentes.


Regardons ce nouveau cas.
Sur le plateau d’une balance repose le même récipient de 500 gr mais, nous complétons le volume d’eau de 200 ml, de façon à amener le niveau à ras bord du récipient. Soit, un nouveau volume d’eau de 1500 ml + 200 ml = 1700 ml. Pour que la balance soit à l’équilibre (aiguille à zéro), il faut donc un poids de :
1,7 kg (poids de l’eau) + 0,5 kg (poids du récipient) = 2,2 kg sur l’autre plateau.
(Voir figure 2-1).

Maintenant, à partir d’un support fixe, totalement indépendant de la balance, on suspend à un fil, la même bille d’acier de façon à ce que celle-ci soit immergée dans l’eau mais, sans toutefois toucher le fond du récipient.
(Voir figure 2-2).

La bille en acier a un diamètre de 2 cm. L’acier qui la compose a une densité de 8.
Le volume de la bille est donc de 4,19 cm3 et son poids de 33,51 gr.
A partir du moment où l’on procède à l’immersion de la bille dans le récipient rempli à ras bord, l’eau déborde. On considère ici que l’eau qui déborde, s’évacue totalement et ne stagne pas sur le plateau de la balance.

Comment se comporte alors la balance ? Vous avez le choix entre 3 réponses :

1) Le plateau contenant le récipient d’eau descend. Si c’est le cas, précisez la valeur indiquée par l’aiguille de la balance.

2) Le plateau contenant le récipient d’eau reste immobile, l’aiguille de la balance reste à zéro. Si c’est le cas, expliquez pourquoi.

3) Le plateau contenant le récipient d’eau monte. Si c’est le cas, précisez la valeur indiquée par l’aiguille de la balance.

Cet exercice est en ligne depuis le 4 juillet 2015, il est donc temps de donner la solution.

Pour comprendre celle-ci, il est nécessaire, au préalable, de prendre connaissance du corrigé de l’exercice intitulé "Archimède penche d’un côté.".
Nous avons vu, lors de cet exercice précédent, que le plateau descendait sous l’effet de la contre réaction de la force d’Archimède de 4,19 gr.
Ici, c’est la même chose, à cette différence que 4,19 cm3 d’eau sont évacués du récipient. Le plateau de la balance sera donc soulagé de 4,19 gr, ce qui annulera l’effet de la contre réaction de la force d’Archimède de 4,19 gr. Le plateau de la balance restera finalement à sa position d’origine.


Forum de discussion sur ce parcours : 

5 Messages

  • Le principe d’Archimède (2) Le 15 juin 2015 à 15:55, par Bidaut jean-Yves

    Sans trop réfléchir, je réponds avec le raisonnement suivant :
    L’effet de le bille quelque soit son poids n’a pas d’influence sur le poids de l’eau, puisque suspendue !
    Par contre le débordement dû à son volume donnée pour 4.19 cm3 et correspondant à 4.19 gr d’eau douce
    fera perdre du poids coté récipient d’eau et par conséquent monter la balance coté gauche ce qui engendra une montée de l’aiguille de 4.19 gr !!!

    Répondre à ce message

  • Le principe d’Archimède (2) Le 17 juin 2015 à 08:07, par Bertrand Degoy

    Je pense que la balance ne bougera pas.

    Répondre à ce message

    • Le principe d’Archimède (2) Le 4 juillet 2015 à 08:17, par Bertrand Degoy

      Je m’explique : Dans le cas précédent, le récipient subissait l’inverse de la poussée d’Archimède, le plateau descendait et la balance indiquait 4,19g. Cette fois, 4,19 cm3 débordent, ce qui allège d’autant le plateau et la balance ne bouge pas.

      Répondre à ce message

  • Le principe d’Archimède (2) Le 18 juin 2015 à 20:11, par Bidaut jean-Yves

    ERRATUM : j’ai longtemps pensé que ce genre de problème était du niveau CM2 sans essayer de comprendre ce vieil Archimède. Il ne sera pas passé en vain sur terre, car il aura bien dépanné des hauts techniciens.
    J’ avoues que je suis passé à côté, que maintenant j’ai je pense, compris !!! (il n’est jamais trop tard)
    Félicitations à l’éditeur de ces problèmes et aux bonnes réponses !

    Répondre à ce message

Poster un message

Positions   Recaler

Lat: 47° 57' 04.13" N
Lon: 5° 44' 45.68" E
Bourbonne-les-Bains - Fontaine chaude


En savoir plus sur



http://chemindeleau.com/6298