Mécanique des fluides
Poussée d'Archimède et flottabilité
Comparez le poids à la poussée d'Archimède F_A = ρ_eau g V_immergé et déterminez les conditions de flottaison, de suspension et de chute. Mesurez la poussée et le volume de fluide déplacé, puis vérifiez .
⚠ La cuve d'eau est simulée ; gardez les appareils électriques à l'écart de l'eau lors d'expériences réelles.
Matériel
- Cuve d'eau virtuelle avec un solide et des vecteurs de force
- Curseurs de masse volumique ρ_objet et de volume V ; matériaux prédéfinis
Protocole
Passer de la flottaison à l'immersion
Commencez avec ρ_objet inférieur à 1000 kg/m³ (eau), puis faites franchir au curseur de densité le seuil de 1000 kg/m³. Observez la fraction immergée et les vecteurs du poids P, de la poussée F_A et de la réaction N si l'objet touche le fond. Modifiez V pour voir les forces varier, même si la flottabilité dépend de la densité relative. Les boutons de matériau règlent simplement la valeur correspondante de ρ. Comparez les grandeurs observées à .
Comparer poussée et poids
À partir de ρ et V choisis, calculez le poids du fluide déplacé. Comparez-le au vecteur affiché avec ; vérifiez que la poussée équilibre le poids d'un objet flottant.
Modifier le volume immergé
Gardez la densité relative fixe en modifiant V ; observez poussée et fraction immergée. Comparez les mesures et expliquez que le volume change l'intensité de la force, tandis que l'état dépend des densités et de la résultante. Comparez les grandeurs observées à .