Poussée d'Archimède

Introduction

• La poussée d'Archimède est une force exercée sur un corps immergé dans un fluide (liquide ou gaz) sous l'effet de la gravité.
• Cette force est due à l'augmentation de la pression du fluide avec la profondeur.
• La poussée est verticale et ascendante, influençant la flottabilité d'un objet.
• Étudiée pour la première fois par Archimède.

Utilisation

• Conception de la balance hydrostatique pour mesurer la densité des alliages.
• Montgolfières et autres objets utilisant ce principe pour flotter.

Formulation du Théorème d'Archimède

• Un corps immergé subit une force égale au poids du volume de fluide déplacé.
• Nécessite que le fluide et le corps soient au repos.
• La poussée d'Archimède est notée et dépend de la masse du fluide déplacé et de l'accélération de la pesanteur.

Cas Particuliers

Solide entièrement immergé

• Trois scénarios selon la densité du solide par rapport au fluide : il peut couler, rester en équilibre ou remonter.
• Mouvement influencé par le poids, la poussée d'Archimède, et la force de frottement visqueux.

Solide flottant

• Le poids du solide est équilibré par la poussée d'Archimède.
• Exemples : glace flottant sur l'eau, avec un équilibre entre le volume immergé et le volume produit par la fonte.

Autres Illustrations

• Vérification pratique avec une balance hydrostatique.
• Impact de la salinité dans des environnements comme la mer Morte.
• Utilisation de la vessie natatoire chez les poissons pour la flottabilité.

Illustrations dans l'Air

• Poussée d'Archimède s'applique aussi aux gaz.
• Utilisation dans les ballons à gaz pour se soulever.

Historique

• Archimède aurait découvert le principe en prenant un bain, anecdotiquement relaté par Vitruve.
• Description des propriétés des corps flottants par Archimède dans son traité.

Anecdotes et Applications Modernes

• Expériences pour vérifier la composition des métaux par la méthode de l'immersion.
• Utilisation de l'équilibre des forces dans les outils actuels comme la balance hydrostatique.

Conclusion

• La poussée d'Archimède est un concept fondamental en physique, notamment en hydrostatique et en ingénierie, avec des applications pratiques variées et historiquement importantes.