Physique-Chimie : Fluides et dynamique

La Poussée d’Archimède

Introduction

La poussée d’Archimède est une force exercée par un fluide sur un corps lorsqu’il est immergé. Elle est responsable du phénomène de flottement.

Principe de la poussée d’Archimède

Selon le principe formulé par Archimède, tout corps plongé dans un fluide subit une force dirigée vers le haut, appelée poussée d’Archimède, qui est égale au poids du fluide déplacé.

Formule de la poussée d’Archimède

La poussée d’Archimède \( P_a \) s’écrit :

• \( ho_f\) : la masse volumique du fluide (en kg/m³),
• \(g\) : l’accélération de la gravité (en m/s²),
• \(V_{immergé}\) : le volume du corps immergé (en m³).

Explication

La force \( P_a \) est dirigée vers le haut, opposée au poids du corps. Si cette force est supérieure au poids du corps \( P = m imes g \), le corps flotte. Si elle est inférieure, il coule.

Conditions de flottement

• Flotteur : Lorsque le corps flotte à la surface, il y a équilibre entre la poussée d’Archimède et le poids du corps :
\[ P_a = P \quad \Rightarrow \quad ho_f imes g imes V_{immergé} = m imes g \]
• Ce qui implique :
\[ ho_f imes V_{immergé} = ho_{corps} imes V_{total} \]

Applications et exemples

• Un objet en bois flotte dans l’eau si son volume immergé compense son poids.
• Ce concept explique la capacité de certains bateaux à flotter malgré leur poids élevé.

Conclusion

La poussée d’Archimède est un principe fondamental pour comprendre le comportement des corps dans les fluides, essentiel en physique et en ingénierie pour la conception de navires, sous-marins, etc.