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1S Phys4
TP3
Etude du dynamomètre et de la poussée d’Archimède
Objectifs :
 Réaliser un dynamomètre avec un ressort, une potence, des masses marquées, une règle et une feuille de
papier millimétrée (ou un tableur).
 Mesurer la poussée d’Archimède.
Matériel :
 1 boite de masse marquée
 1 potence avec règle et ressort suspendu
 1 éprouvette graduée
 1 dynamomètre assez précis fixé sur une potence
 1 masse entrant dans l’éprouvette
 chiffon
 eau
I. Principe de fonctionnement d’un dynamomètre à ressort
Comment réaliser un dynamomètre avec un ressort, une potence, des masses marquées, une règle et une feuille
de papier millimétrée (ou un tableur) ?
0

m
Le référentiel d'étude est un référentiel terrestre lié à la salle de classe.
Réflexions préliminaires
 Faire le DOI du dispositif expérimental.
 Faire l’inventaire des actions et le bilan des forces pour le système {masse marquée}.
 Représenter les forces.
Important : On néglige le poids du système {ressort} devant les autres forces qu'il subit et l’action de l’air devant
toutes les autres forces.
 Appliquer le principe de l’inertie et en déduire une relation entre les forces.


Protocole expérimental
Suspendre le ressort à la potence.
Mesurer la longueur « à vide »  0 du ressort.




Accrocher une masse marquée « m » à son autre extrémité (éviter de dépasser 100 g).
Mesurer la longueur  du ressort quand la masse est immobile.
Répéter l'opération avec plusieurs masses marquées.
Compléter le tableau de mesures ci-dessous en indiquant la valeur P du poids de la masse marquée, la
longueur
m (kg)
P (N)
 (m)
     0 (m)
F (N)
 et l'allongement      0 du ressort. On prendra g  9,8 N.kg1 .

Exploitation
A l’aide d’un tableur, tracer le graphe représentant les variations de F en fonction de l'allongement
     0 .


Modéliser la courbe obtenue et noter son équation.
En déduire la loi de Hooke c'est-à-dire la relation entre F et
     0 .
Conclusion
Expliquer le principe de fonctionnement d'un dynamomètre à ressort.
II.
Étude de la poussée d’Archimède
Protocole expérimental




Un solide S est suspendu à un dynamomètre. On obtient ainsi la valeur de son poids P : P 
Une éprouvette graduée contient un volume V1 d’eau : V1 
On immerge complément le solide S dans l’éprouvette.
Que constatez-vous ?

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
Exploitation des résultats
Faire le DOI du dispositif expérimental.
Faire l’inventaire des actions et le bilan des forces pour le système {solide S}.
Représenter les forces.
Donner la valeur de ces forces.
Quel est le volume du solide S ?
Calculer le poids du volume d’eau déplacée.
Conclure.

Applications
Pourquoi une balle de ping-pong remonte-t-elle à la surface lorsqu’elle est immergé sous l’eau.

Un ballon gonflé à l’hélium a une masse m  8, 0 g et un volume V  7, 7 L . Que se passe-t-il lorsqu’il est
3
lâché. On donne air  1,3kg.m .