Le principe d’Archimède

Introduction

Le principe D’ARCHIMEDE, l’homme s’est servi du principe d’Archimède pendant environ 2200 ans. On peut trouver le volume d’un solide irrégulier en déterminant la perte apparente de poids qu’il subit lorsqu’il est complètement immergé dans un liquide de densité connue.

Tout corps, flottant ou immergé dans un liquide, est soumis à une poussée égale au poids du liquide déplacé. Le point d’application de cette force s’appelle le centre de poussée. Il se trouve au centre de gravité du liquide déplacé.

L’appareil d'étude du centre de poussée permet de déterminer directement le moment dû à la poussée d'un liquide sur une plaque plane, totalement ou partiellement immergée, et de comparer avec les résultats obten us par le calcul.

-Mesure du centre de poussée d'une surface plane verticale à différentes hauteurs d'immersion

-Mesure du centre de poussée dans le cas général d'une surface plane à différentes inclinaisons et hauteurs d'immersion.

L’objectif de notre travaille:

L’objectif de notre TP est la compréhension et la mise en pratique afin de pouvoir déterminer :

 La force de poussée hydrostatique appliquée sur une paroi plane immergée dans l’eau.

 La ligne d’action du centre de poussée en fonction des masses accrochées.

Et comparer le point d’application de la force de poussée obtenue avec le point d’application calculé théoriquement, et pour réaliser ce dernier on utilise l’appareil de centre de poussée.

Procédé expérimental :

Ajuster le réservoir en plexiglas à l’aide de ses pieds (mettre la bulle à l’intérieur du cercle).

Vérifier la fermeture de vanne de vidange.

Positionner l’ensemble barre métallique et plaque (sous forme d’un quart de cercle) sur le réservoir en plexiglas.

Equilibrer la barre en déplaçant le contrepoids (mettre la barre à l’horizontal on vérifiera avec le trait du milieu de la réglette noire).

Remplir le réservoir jusqu'à ce que le niveau d’eau soit tangent à la partie inférieure de la plaque.

Accrocher une masse de 50g au début.

Equilibrer la barre en ajoutant de l’eau au réservoir et relever la profondeur d’eau d sur la plaque en mm.

Répéter l’opération en ajoutant des masses avec un pas de 10g.

On étudie le cas de l’immersion partielle c'est-à-dire (d< D) l’immersion total (d >D)

Partie théorique :

Pour un système en équilibre :

Σ M / pivot = 0 Mg +Mfp = 0

Mg : Moment à la masse accrochée.

Mfp : Moment à la force de poussée.

On a :

M* g* L= Fp * h

M : masse accrochée.

g : pesanteur.

L : bras de levier de la masse accrochée.

Fp : force de poussée hydrostatique.

h : est la distance entre le pivot et le centre de poussée.

H : est la distance entre le pivot et la base de la surface plane.

d : profondeur d’immersion (partielle ou total).

On a (L= mm, H= mm, B= mm, D= mm)

Après avoir collecté la profondeur d’eau d on lit directement sur l’échelle colée sur la plaque, et les résultats sont montrer dans les tableaux suivants :

Masse (m) Profondeur d’immersion

(d)

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