Physique-Chimie : Poussée d'Archimède

Introduction

La poussée d'Archimède est une force exercée par un fluide (liquide ou gaz) sur un corps plongé en lui. Cette force permet d'expliquer pourquoi certains objets flottent ou coulent dans l’eau.

Objectif

Illustrer expérimentalement la poussée d'Archimède à travers des expériences simples et accessibles.

Matériel nécessaire

• Une éprouvette graduée ou un récipient transparent
• Un objet de forme connue (ex : cube ou sphère)
• Un support pour suspendre l’objet
• Une balance
• De l’eau
• Un pinceau ou une pince

Expérience 1 : Observation de l’objet dans l’eau

1. Remplir l’éprouvette d’eau jusqu’à un niveau marqué.
2. Placer doucement l’objet dans l’eau et observer s'il flotte ou coule.
3. Noter si l’objet flotte, coule ou reste partiellement immergé.

Expérience 2 : Mesure de la poussée d’Archimède

1. Mesurer la masse de l’objet à sec avec une balance, noter \( ext{m}_ ext{sec}\).
2. Plonger l’objet dans l’eau et mesurer la masse apparente à l’aide d’une balance suspendue ou d’un dynamomètre, noter \( ext{m}_ ext{eau}\).
3. Calculer la force de poussée d’Archimède : \[ P = ext{m}_ ext{sec} - ext{m}_ ext{eau} \] (en Newtons si les masses sont en kilogrammes et g = 9,8 N/kg).

Interprétation des résultats

• Lorsque l’objet est plongé, la différence de masse indique la force exercée par le fluide vers le haut.
• Cette force est la poussée d'Archimède, elle agit vers le haut, oppose le poids de l’objet, et permet certains objets de flotter.

Conclusion

Les expériences montrent que tout corps plongé dans un fluide subit une force vers le haut proportionnelle au volume de fluide déplacé. Cette force explique la flottabilité et la stabilité des objets dans l’eau.

Résumé

La poussée d’Archimède se calcule par : \[ P = ho imes V imes g \] où \( ho\) est la densité du fluide, \(V\) le volume du corps immergé, et \(g\) l’accélération due à la gravité.