Poussée d'archimède

[Joulay ! 1ère S]

bonjour
J'ai un petit problème dans un exo de physique et j'espère que vous allez pouvoir m'expliquer les points d'ombre et apporter verifications.

on suspend une boule de masse m=115g et de diamètre d=3.0cm à un ressort de raideur k= 10 N.m-1 et de longuer a vide 15cm.
Données: vol de boule de rayon R: 4/3piR
masse volumique: RHOair=1.25kg.m-3
RHOeau=1000kg.m-3

1)Calculer le poids de la boule. Quelle est la longueur du ressort lorsqu'on y suspend la boule?
2) Representer les forces exercées sur la boule dans l'air.
3) a.On plonge la boule dans l'eau de façon a l'immerger totalement. Representer les forces agissant sur la boule dans l'eau.
b.Quelle est la nouvelle longuer du ressort

Donc pour le poids P=mg donc P=0.115*9.8 P=1.1N

pour le reste je bloque. Quelqu'un peut il m'aider ?

merci d'avance a bientot j'espère.

[SoS(12)]

Bonjour Joulay.

Pour la première question, vous commencez bien.

Pour la suite, posez-vous plusieurs questions :
* Quelles sont les forces qui s'exercent sur la boule, lorsqu'elle est suspendue au ressort dans l'air ?
* Pouvez-vous exprimer ces différentes forces ?
* Que pouvez-vous dire de la boule dans cette situation ?
* quelles est alors la relation entre ces différentes forces ?

N'hésitez pas à poser d'autres questions, une fois avancé plus avant dans l'exercice.

[Joulay]

N'existe t'il pas une relation pour trouver la longueur du ressort qui subit une force ?

Sinon pour les forces il y a le poids et la reaction du ressort. Mais on ne peut pas trouvé la longueur exacte...

Pouvez vous m'expliquer ?

[SoS(12)]

La relation entre l'intensité de la force F qui s'exerce sur un ressort et l'élongation x du ressort est F = kx (où k est la raideur du ressort et x l'élongation, c'est à dire la modification de longueur par rapport à la longueur au repos).
A partir de cela, en posant correctement le problème, vous pourrez déterminer x.

[Joulay !]

Es-ce que quand vous parlez de la force = kx La force c'est P qu'on trouve quand on fait P=m.g ?

[SoS(14)]

Bonjour Joulay,

Pour répondre à votre question, il est vrai que "P" peut s'écrire "mg". Quant à savoir si P = kx je vous propose de relire ce que Sos 12 vous a écrit hier :

Que pouvez-vous dire de la boule dans cette situation ?
* quelles est alors la relation entre ces différentes forces ?

cela devrait (à l'aide de votre cours) vous mettre sur la voie.

A bientôt

Sos (14)

[Joulay !]

Merci d'avoir voulu m'aider... Mais... Vous avez mal compris ma question...
Je vous demandais si P = F ??

[SoS(14)]

Bonjour,

Non, j'ai bien compris votre question, je vous mettais juste sur la piste ! (enfin j'essayais)
A savoir : à quelle condition peut-on écrire P = F (d'où le rappel du message de Sos 12 ..)

A bientôt

Sos(14)

[Joulay !]

A pardon !
Merci.

Faut que la boule soit immobile pour que P = kx.
Non ?

[SoS(14)]

Oui en effet !!
A l'équilibre la somme vectorielle des forces qui s'appliquent sur la boule (système) vaut le vecteur nul.
Après projection sur l'axe vertical vous obtenez votre égalité.
A partir de là comme vous connaissez P et k il n'y a plus quà calculer "x".

Sos (14)

[Joulay.]

Moi je trouve :

P = F si la boule est immobile donc

P= kx
1,1 = 10*x
1,1/10 = x
0,11 = x

X étant l'élongation je l'ajoute a la longueur du ressort au repos donc 15+11 = 26 cm

Es ce juste ?

Pour les 2 et 3a) j'y arrive merci mais pas la b ... Comment puis je faire.
Car j'ai 2 formules soit Pa = m'.g soit Pa = P.V.g ...

[SoS(14)]

Pour le calcul de "x" je suis d'accord avec vous pour 11 cm.
Par contre en regardant dans votre cours vous devriez pouvoir trouver une erreur pour la suite :

je l'ajoute a la longueur du ressort au repos donc 15+11 = 26 cm

...

Ensuite pour :

Pa = m'.g soit Pa = P.V.g ...

Qu'est-ce que m' ? "P" dans la seconde formule ne devrait-il pas s'écrire rho ?
Attention une formule dont vous ne comprenez pas le sens a peu de chance de se révéler utile ...

A bientôt

Sos (14)

[Joulay.]

Je ne vois pas pour la première question meme avec mon cours.

Par contre m' est égale donc a rho * V.

[SoS(14)]

Je ne vois pas pour la première question meme avec mon cours.

regardez la définition de l'élongation dans votre cours, l'erreur devrait vous sauter aux yeux.

Pour le reste comme m' = rho.V vos deux formules sont similaires.
Pour la suite on recommence :
- bilan des forces
- quelle relation vectorielle peut-on écrire à l'équilibre ?
- on en déduit (après projection) la nouvelle valeur de x' ...

Sos (14)

[Joulay !]

Il ne faut pas l'ajouter a la longueur au repos !?

Ah !!
J'ai voulu trouv le volume d'eau donc j'ai fait rho = m/V
J'ai trouvé 115 * 10 puissance - 3
Puis après j'applique la formule donc 1000*115*10puissance-3*9,8 qui est égal a 1127 N

Je trouve ça un peu ... Beaucoup...