Représentations
des forces sur la
balle
Activité n°3 : Etude d’une force ; la poussée d’Archimède
Quand on immerge un solide dans un fluide (dans notre cas, un liquide), celui-ci subit de la part du fluide, une action
mécanique appelée poussée d’Archimède.
La valeur de la poussée d’Archimède a pour expression :
=
Vg
: poussée d’Archimède
: masse volumique du fluide déplacé (kg.m-3)
V : volume du fluide déplacé (m3)
g : intensité de la pesanteur (N.kg-1) g = 10,0 N.Kg-1
Objectif :
- Etalonner un ressort.
- Déterminer le sens et la direction de la poussée d’Archimède.
- Représenter les forces qui s’exercent sur le solide.
- Déterminer la valeur de la poussée d’Archimède exercée sur le solide lorsqu’il est totalement immergé.
- Comparer cette valeur avec le poids du volume d’eau déplacé par l’immersion du solide.
Matériel :
- Un ressort non étalonné monté sur une potence.
- Des masses marquées de 50,0 g, 100, 0 g et 150,0 g.
- Une règle.
- Un bécher rempli d’un liquide (eau).
Expérience n° 1 : Etalonnage du ressort.
- Mesurer la longueur L0 du ressort à vide accroché à une potence.
- Accrocher successivement les masses marquées de 50,0 g, 100, 0 g, 150,0 g au ressort et noter la longueur L
du ressort.
- Remplir le tableau suivant :
Dans cette expérience, la masse marquée accrochée au ressort est en équilibre et est immobile.
Première loi de Newton : Si un solide est soumis à des forces extérieures qui se compensent alors il reste
immobile ou est animé d’un mouvement rectiligne uniforme.
- Représenter sur un schéma le poids et la tension du ressort qui s’exerce sur une masse marquée
de 100,0 g.
On prendra pour échelle : 5 cm pour 1,0 N.
- Quelle relation existe entre ses forces ?
- Tracer sur une feuille de papier millimétré (fourni page 4) le graphique T = f(L – L0).