La Poussée d’Archimède

Introduction

La poussée d’Archimède est une force exercée sur un corps entièrement ou partiellement immergé dans un fluide (liquide ou gaz). Elle agit verticalement vers le haut et est responsable de phénomènes comme la flottabilité.

Principe général

Selon le principe d’Archimède, un corps plongé dans un fluide subit une force de poussée vers le haut, appelée poussée d’Archimède. Cette force est proportionnelle au poids du volume de fluide déplacé par le corps.

Formule de la poussée d’Archimède

La formule mathématique s’écrit :

 \( F_{archimède} = 
ho_{fluide} 	imes g 	imes V_{déplacé} \) 

où :

• \( ho_{fluide} \) est la masse volumique du fluide (en kg/m³) ;
• \( g \) est l’accélération due à la gravité (en m/s²) ;
• \( V_{déplacé} \) est le volume du fluide déplacé par le corps (en m³) .

Applications et exemples

• Un objet flotte si la poussée d’Archimède est égale ou supérieure à son poids.
• Un objet coule si sa propre masse est supérieure à la poussée d’Archimède portée par le volume qu’il occupe.

Exemple numérique

Un cube de 0,1 m de côté est plongé dans l’eau ( \( ho_{eau} pprox 10^3\, ext{kg/m}^3 \) ).

Le volume déplacé :

 \( V = 0,1 	imes 0,1 	imes 0,1 = 1 	imes 10^{-3} \, 	ext{m}^3 \) 

La poussée d’Archimède :

 \( F_{archimède} = 10^3 	imes 9,81 	imes 1 	imes 10^{-3} pprox 9,81\, 	ext{N} \) 

Ce calcul montre que la force exercée sur le cube est d’environ 9,81 N vers le haut.

Conclusion

La poussée d’Archimède explique pourquoi certains objets flottent ou coulent. Elle dépend du volume de fluide déplacé, de la densité du fluide et de la gravité.