Principe d'Archimède

Le principe d'Archimède

Objectifs

Cette première partie est consacrée à la caractérisation qualitative du principe d'Archimède.

L'objectif principal est d'interpréter les observations des expériences que vous allez réaliser afin de vérifier le principe d'Archimède énoncé ci-dessous.

Afin de gagner du temps, certaines mesures, nécessaires à la partie II, pourront être effectuées ici.

Elles sont donc indépendantes des notions visées dans cette partie et pourront être notées pour plus tard dans un tableau (voir annexe pour un exemple).

Rappel de l'énoncé du principe d'Archimède

Tout corps plongé dans un fluide reçoit une poussée verticale, dirigée du bas vers le haut, de norme égale au poids du volume de fluide déplacé.

«

Poids et masse sont deux paramètres à ne pas confondre.

»

  • Exprimer le poids P à la surface de la terre d'un objet en fonction de sa masse.

    Expliciter la signification des termes employés dans la formule que vous indiquerez.

  • A quel type de grandeur physique correspond le poids ?

    • Quelle est son unité ?

    • Qu'en est-il pour la masse ?

Dans toutes les pesées qui suivront ne pas oublier de remettre à zéro la balance avant de peser un objet.

Que l'expérience soit réalisée sous forme vidéo ou en direct, suivre les instructions suivantes :

  • Peser le cylindre plein (uniquement !) à l'aide de la balance électronique.

  • Noter sa valeur et conserver-la, elle sera nécessaire plus tard.

  • Installer le double cylindre sous le plateau de droite de la balance (le creux au dessus du plein) et équilibrer la balance à l'aide de la masse étalonnée.

  • Remplir d'eau le bécher à débordement en en faisant couler un peu par le canal de débordement (cette action permet le mouillage du canal de débordement et la mise du niveau d'eau à ras- bord)

  • Vider l'eau du cristallisoir dans le grand bécher et bien l'essuyer.

  • Peser le cristallisoir à vide à l'aide de la balance électronique et le remettre en place.

  • Noter sa masse et conserver-la, elle sera nécessaire plus tard.

  • Si l'aiguille de la balance n'est pas parfaitement au centre, repérer sa position et immerger entièrement le cylindre plein en utilisant le plateau élévateur et en veillant bien à ce que sa face supérieure reste proche de la surface.

  • Expliquer le déséquilibre montré par la balance. S'appuyer sur des schémas représentant un bilan des forces appliquées à l'ensemble des 2 cylindres dans les 2 situations (avant et après immersion).

  • En déduire ce que l'on appelle le poids apparent .

  • Peser le cristallisoir contenant l'eau débordée à l'aide de la balance électronique.

  • Noter sa valeur et conserver-la, elle sera nécessaire plus tard.

  • Verser l'eau débordée (contenue dans le cristalloir) dans le cylindre creux accroché à la balance, finir à l'aide de la pipette, si nécessaire en rajouter pour remplir le cylindre à ras-bord (sans bomber la surface de l'eau).

  • La balance est-elle bien revenue à sa position d'équilibre (position de l'aiguille inchangée par rapport à celle avant l'immersion) ?

  • Le principe d'Archimède est-il vérifié par cette expérience (s'appuyer sur un schéma avec bilan des forces) ?

Exprimer la poussée d'Archimède en fonction de la masse volumique du fluide et du volume déplacé par l'objet.

  • De quelle manière (progressivement au cours du remplissage ou non) ?

  • Expliquer en se basant sur la précision de mesure de la balance.

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