Densité et masse volumique
Modérateur : moderateur
Re: Densité et masse volumique
IL flotte, relisez les posts précédents avec attention je l'ai écrit plusieurs fois.
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julia
Re: Densité et masse volumique
est ce que le poids augmente lui aussi au fur à mesure que l'objet s'enfonce?Si leur densité est plus grande que celle de l'eau alors même si lorsqu'ils s'enfoncent dans l'eau la poussée augmente elle ne devient jamais assez grande pour s'opposer au poids. Elle reste toujours inférieure au poids qui entraine l'objet vers le fond.
A partir de là je ne comprend plus rienCe n'est que lorsque la densité est inférieure à celle de l'eau qu'il arrive un moment où la poussée est égale au poids : au début l'objet n'est pas assez enfoncé, la poussée est trop faible par rapport au poids l'objet s'enfonce ; la poussée augmente donc peu à peu et lorsqu'elle est égale au poids l'objet arrête de s'enfoncer car la poussée s'oppose au poids qui entraine l'objet vers le fond.
merci de m'aider a comprendre
Re: Densité et masse volumique
Bonjour Julia,
Prenons un objet de densité égale à 0,8 (au final, il flottera car sa densité est inférieure à 1). Sa masse volumique est donc égale à 1 g/cm3.
Imaginons que le volume total de cet objet est de 100 cm3. Sa masse est donc de 100 g, son poids P = m*g égal à P = 9,81 x 0,100 = 0,981 N. Pour répondre à votre première question, le poids ne change pas, quelle que soit la position de l'objet dans l'eau.
L'objet est déposé en surface de l'eau et lâché. Comme mon collègue vous l'a expliqué, l'intensité de la poussée d'Archimède est égale à l'intensité du poids de liquide déplacé (sauf que la poussée d'Archimède est orientée vers le haut).
* lorsque l'objet est entièrement à l'extérieur de l'eau, pas de liquide déplacé, donc pas de poussée d'Archimède. Le poids est supérieur à la poussée d'Archimède, donc l'objet accélère dans le sens du poids, donc il descend dans l'eau.
* lorsque l'objet s'enfonce un peu dans l'eau, la valeur de la poussée d'Archimède augmente (le volume de liquide déplacé augmente). Temps que la poussé d'Archimède reste inférieure au poids, l'objet continue de descendre, et donc la poussée d'Archimède continue d'augmenter.
* il arrivera un moment où poids et poussée d'Archimède auront la même intensité, donc se compenseront : l'objet restera immobile. Puisque la densité de l'objet est inférieure à celle de l'eau, la poussée d'Archimède égalera le poids avant que le volume de liquide déplacé ne soit égal au volume total de l'objet, donc avant que l'objet ne soit totalement enfoncé dans l'eau, donc une partie de l'objet reste au dessus de l'eau à l'équilibre : une façon bien compliquée de dire que l'objet flotte.
Prenons un objet de densité égale à 0,8 (au final, il flottera car sa densité est inférieure à 1). Sa masse volumique est donc égale à 1 g/cm3.
Imaginons que le volume total de cet objet est de 100 cm3. Sa masse est donc de 100 g, son poids P = m*g égal à P = 9,81 x 0,100 = 0,981 N. Pour répondre à votre première question, le poids ne change pas, quelle que soit la position de l'objet dans l'eau.
L'objet est déposé en surface de l'eau et lâché. Comme mon collègue vous l'a expliqué, l'intensité de la poussée d'Archimède est égale à l'intensité du poids de liquide déplacé (sauf que la poussée d'Archimède est orientée vers le haut).
* lorsque l'objet est entièrement à l'extérieur de l'eau, pas de liquide déplacé, donc pas de poussée d'Archimède. Le poids est supérieur à la poussée d'Archimède, donc l'objet accélère dans le sens du poids, donc il descend dans l'eau.
* lorsque l'objet s'enfonce un peu dans l'eau, la valeur de la poussée d'Archimède augmente (le volume de liquide déplacé augmente). Temps que la poussé d'Archimède reste inférieure au poids, l'objet continue de descendre, et donc la poussée d'Archimède continue d'augmenter.
* il arrivera un moment où poids et poussée d'Archimède auront la même intensité, donc se compenseront : l'objet restera immobile. Puisque la densité de l'objet est inférieure à celle de l'eau, la poussée d'Archimède égalera le poids avant que le volume de liquide déplacé ne soit égal au volume total de l'objet, donc avant que l'objet ne soit totalement enfoncé dans l'eau, donc une partie de l'objet reste au dessus de l'eau à l'équilibre : une façon bien compliquée de dire que l'objet flotte.
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julia
Re: Densité et masse volumique
Je ne comprend pas ce que vous voulez dire par "l'objet accélère dans le sens du poids, donc il descend dans l'eau"SoS(12) a écrit : * lorsque l'objet est entièrement à l'extérieur de l'eau, pas de liquide déplacé, donc pas de poussée d'Archimède. Le poids est supérieur à la poussée d'Archimède, donc l'objet accélère dans le sens du poids, donc il descend dans l'eau.
Je vais essayer de résumer ce que vous venez de me dire avec mes mots et dites moi si c'est ça.SoS(12) a écrit :* lorsque l'objet s'enfonce un peu dans l'eau, la valeur de la poussée d'Archimède augmente (le volume de liquide déplacé augmente). Temps que la poussé d'Archimède reste inférieure au poids, l'objet continue de descendre, et donc la poussée d'Archimède continue d'augmenter.
* il arrivera un moment où poids et poussée d'Archimède auront la même intensité, donc se compenseront : l'objet restera immobile. Puisque la densité de l'objet est inférieure à celle de l'eau, la poussée d'Archimède égalera le poids avant que le volume de liquide déplacé ne soit égal au volume total de l'objet, donc avant que l'objet ne soit totalement enfoncé dans l'eau, donc une partie de l'objet reste au dessus de l'eau à l'équilibre : une façon bien compliquée de dire que l'objet flotte.
-Lorsque la densité d'un objet est supérieur à 1, l'objet coule avant même que la poussée d’Archimède puisse augmenter et donc atteindre la même intensité que son poids.
-Lorsque la densité de l'objet est inférieur à 1. L'objet coule jusqu'à la poussé d’Archimède vienne compenser son poids et donc provoquer qu'une partie de l’objet sois émergé et l'autre immergé.
Re: Densité et masse volumique
Le principe d'inertie indique que le mouvement est modifié suivant les forces qui s'exercent. Si un mouvement existe déjà vers le bas, il sera accéléré vers le bas si la force vers le bas est la plus intense, il sera freiné si la force vers le haut est la plus intense. Dans notre cas, en considérant que l'objet est lâché sans vitesse initiale, il sera accéléré, donc mis en mouvement, vers le bas parce que la force vers le bas est la plus intense.
Pour la suite, oui vous avez compris, j'apporte juste un mot de précision.
Pour la suite, oui vous avez compris, j'apporte juste un mot de précision.
suffisammentjulia a écrit :Je vais essayer de résumer ce que vous venez de me dire avec mes mots et dites moi si c'est ça.
-Lorsque la densité d'un objet est supérieur à 1, l'objet coule avant même que la poussée d’Archimède puisse augmenter
julia a écrit :et donc atteindre la même intensité que son poids.
-Lorsque la densité de l'objet est inférieur à 1. L'objet coule jusqu'à la poussé d’Archimède vienne compenser son poids et donc provoquer qu'une partie de l’objet sois émergé et l'autre immergé.
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julia
Re: Densité et masse volumique
Je ne comprend toujours pas le cas où l'objet est entièrement extérieur de l'eau.Le principe d'inertie indique que le mouvement est modifié suivant les forces qui s'exercent. Si un mouvement existe déjà vers le bas, il sera accéléré vers le bas si la force vers le bas est la plus intense, il sera freiné si la force vers le haut est la plus intense. Dans notre cas, en considérant que l'objet est lâché sans vitesse initiale, il sera accéléré, donc mis en mouvement, vers le bas parce que la force vers le bas est la plus intense.
Donc plus la densité d'un objet est élevée plus l'intensité de son poids est élevée?
Re: Densité et masse volumique
Aucun objet ne reste complètement extérieur à l'eau, il s'enfonce toujours un peu, et de plus en plus lorsque sa densité augmente. Lorsque la densité arrive à 1, il s'enfonce complètement et reste en équilibre, si la densité est supérieure à 1, il s'enfonce sous l'eau (il coule).
Plus la densité d'un objet est élevée, plus sa masse (donc son poids) est élevée, pour un volume d'objet identique bien sûr !. 1 cm3 de plomb sera toujours plus léger que 25000 m3 de plumes !
Plus la densité d'un objet est élevée, plus sa masse (donc son poids) est élevée, pour un volume d'objet identique bien sûr !. 1 cm3 de plomb sera toujours plus léger que 25000 m3 de plumes !
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julia
Re: Densité et masse volumique
La densité et le poids d'un objet sont des notions différentes qui caractértiquent l'objet. Donc on ne peut pas dire que la poussée d'Archimède (force) dépend de la densité(valeur sans unitée) de l'objet ou vise versa ?
Lorsque un objet immobile flotte à la surface de l'eau, on peut dire que son poids et la poussé d'archiméde se compensent. Mais lorsque l'objet coule à cause de la forte intensité de son poids (donc densité supérieure à 1) et qu'il est immobile au fond du récipient quelles sont les forces, dans ce cas là, qui se compensent ?
Est-ce aussi la poussé d'Archimède et le poids qui se compensent? Car dans vos derniers posts vous avez dit que plus l'objet coule plus la poussée d'Archimède augment et ceci jusqu'à que les forces se compensent.
Lorsque un objet immobile flotte à la surface de l'eau, on peut dire que son poids et la poussé d'archiméde se compensent. Mais lorsque l'objet coule à cause de la forte intensité de son poids (donc densité supérieure à 1) et qu'il est immobile au fond du récipient quelles sont les forces, dans ce cas là, qui se compensent ?
Est-ce aussi la poussé d'Archimède et le poids qui se compensent? Car dans vos derniers posts vous avez dit que plus l'objet coule plus la poussée d'Archimède augment et ceci jusqu'à que les forces se compensent.
Re: Densité et masse volumique
Pour répondre à votre première question, la valeur de la poussée d'Archimède est égale au poids de liquide déplacé : donc elle dépend du volume déplacé (volume immergé du solide) et de la densité (ou masse volumique) du liquide, pas du solide.
Pour répondre à votre deuxième question, si l'objet est au fond du récipient, une troisième force intervient : la réaction du fond sur le solide. Ce sont alors les trois forces qui se compensent : celle vers le bas (le poids du solide) est égale à la somme des deux forces vers le haut (la poussée d'Archimède et la réaction du fond sur le solide). Mais un équilibre de trois forces est au delà du programme de seconde, m^me si ce cas reste accessible.
Dernière précision, la poussée d'Archimède et le poids viennent à se compenser que dans le cas d'un objet flottant ; si l'objet coule, c'est que la poussée d'Archimède n'est jamais parvenu à compenser le poids. (remarque : au cours de la descente, il faut également tenir compte des forces de frottement du liquide sur le solide en mouvement).
Pour répondre à votre deuxième question, si l'objet est au fond du récipient, une troisième force intervient : la réaction du fond sur le solide. Ce sont alors les trois forces qui se compensent : celle vers le bas (le poids du solide) est égale à la somme des deux forces vers le haut (la poussée d'Archimède et la réaction du fond sur le solide). Mais un équilibre de trois forces est au delà du programme de seconde, m^me si ce cas reste accessible.
Dernière précision, la poussée d'Archimède et le poids viennent à se compenser que dans le cas d'un objet flottant ; si l'objet coule, c'est que la poussée d'Archimède n'est jamais parvenu à compenser le poids. (remarque : au cours de la descente, il faut également tenir compte des forces de frottement du liquide sur le solide en mouvement).
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julia
Re: Densité et masse volumique
Donc la poussée d'Archimède ne dépend pas de la densité de l'objet (car ce sont deux notions différentes) mais seulement de la densité du liquide déplacé?
Mais j'ai du mal à comprendre comment pour un objet qui a une densité inférieure à 1, l’intensité de la poussée d'Archimède puisse compenser son poids et pas pour un objet qui a une densité supérieur à 1? La valeur de la poussée d’Archimède augment plus l'objet coule mais je ne comprends pas pourquoi dans certain cas la valeur de la poussée d’Archimède arrive a compenser le poids de l'objet et d'autre cas elle n’arrive pas? Est ce que la poussée d'Archimède a une valeur maximale?? car dans vos précédents post vous dites que c'est dû à la valeur du poids qui est trop élevée, mais plus l'objet s'enfonce plus la valeur de la poussée d’Archimède augmente et pourquoi ne peut-elle pas atteindre celle du poids ?
Mais j'ai du mal à comprendre comment pour un objet qui a une densité inférieure à 1, l’intensité de la poussée d'Archimède puisse compenser son poids et pas pour un objet qui a une densité supérieur à 1? La valeur de la poussée d’Archimède augment plus l'objet coule mais je ne comprends pas pourquoi dans certain cas la valeur de la poussée d’Archimède arrive a compenser le poids de l'objet et d'autre cas elle n’arrive pas? Est ce que la poussée d'Archimède a une valeur maximale?? car dans vos précédents post vous dites que c'est dû à la valeur du poids qui est trop élevée, mais plus l'objet s'enfonce plus la valeur de la poussée d’Archimède augmente et pourquoi ne peut-elle pas atteindre celle du poids ?
Re: Densité et masse volumique
Passons par les formules.
L'intensité de la poussée d'Archimède est égale au poids de liquide déplacé. Au maximum, elle peut donc avoir comme valeur
Pa = masse volumique du liquide * volume du solide * g
L'intensité du poids de l'objet a pour valeur :
P = masse volumique du solide * volume du solide * g
Donc : P / Pa = masse volumique du solide/masse volumique du liquide
car les deux autres termes se simplifient dans ce rapport.
Si la densité de l'objet est supérieure à 1, c'est que le rapport (masse volumique du solide/masse volumique du liquide) est supérieur à 1.
Donc une densité supérieure à 1 impose P/Pa supérieur à 1, même en calculant Pa à sa valeur maximum. L'intensité de la poussée d'Archimède reste toujours inférieure à l'intensité du poids.
L'intensité de la poussée d'Archimède est égale au poids de liquide déplacé. Au maximum, elle peut donc avoir comme valeur
Pa = masse volumique du liquide * volume du solide * g
L'intensité du poids de l'objet a pour valeur :
P = masse volumique du solide * volume du solide * g
Donc : P / Pa = masse volumique du solide/masse volumique du liquide
car les deux autres termes se simplifient dans ce rapport.
Si la densité de l'objet est supérieure à 1, c'est que le rapport (masse volumique du solide/masse volumique du liquide) est supérieur à 1.
Donc une densité supérieure à 1 impose P/Pa supérieur à 1, même en calculant Pa à sa valeur maximum. L'intensité de la poussée d'Archimède reste toujours inférieure à l'intensité du poids.
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julia
Re: Densité et masse volumique
merci je comprend mieux par les calculs
désolé de vous embêter encore... pouvez-vous me dire si c'est correct ce que j'ai dit dans le début de mon précédent post ?
désolé de vous embêter encore... pouvez-vous me dire si c'est correct ce que j'ai dit dans le début de mon précédent post ?
Re: Densité et masse volumique
Oui, c'est tout à fait correct.
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julia
Re: Densité et masse volumique
merci beaucoup et juste un dernièr question le dynamometre permets de mesurer la valeur d'une force, pour mesure le poid d'un objet il suffit de le suspendre au fil mais si par exemple nous voulons mesurer une force autre que le poids comment on fais ?
Re: Densité et masse volumique
Dans la plupart des cas, ce n'est pas simple ou même pas possible. Pour utiliser le dynamomètre, il faut une force qui puisse s'exercer facilement sur ce dynamomètre ...
Mais on peut tricher. Par exemple, si je veux mesurer l’intensité de la poussée d'Archimède exercée sur un solide plus dense que l'eau, j'accroche le solide au dynamomètre et je le place entièrement sous l'eau (le solide, pas le dynamomètre). Le dynamomètre mesure alors la différence entre le poids de l'objet et la poussée d'Archimède. Si je connais le poids, je connais l'intensité de la poussée d'Archimède. Si je connais en plus le volume du solide, je peux déterminer la masse volumique du liquide.
Mais on peut tricher. Par exemple, si je veux mesurer l’intensité de la poussée d'Archimède exercée sur un solide plus dense que l'eau, j'accroche le solide au dynamomètre et je le place entièrement sous l'eau (le solide, pas le dynamomètre). Le dynamomètre mesure alors la différence entre le poids de l'objet et la poussée d'Archimède. Si je connais le poids, je connais l'intensité de la poussée d'Archimède. Si je connais en plus le volume du solide, je peux déterminer la masse volumique du liquide.