Poussée d'Archimède et ressort.

Besoin d'aide

On suspend une boule de masse m=125g et de diamètre d=4.0cm à un ressort de raideur k=10N.m^-1 et de longueur à bide L_o=15.0cm.

1. Donner les caractéristiques des forces s'appliquant à la boule dans l'air . On négligera la poussée d'Archimède due à l'air.
2. Calculer le poids P de la boule.
3. Quelle est la longueur L du ressort lorsqu'on y suspend la boule ? Justifiez votre démarche.
4. Représenter , en choisissant une échelle de représentation, les forces exercées sur la boule dans l'air.
5. On plonge la boule dans l'eau , de façon à l'immerger totalement.
6. Représenter, sans souci d'échelle, les forces agissant sur la boule dans l'eau.
7. Donner les caractéristiques de la poussée d'Archimède et la signification de chacun des grandeurs de sa valeur.
8. Calculer la poussée d'Archimède.
9. Quelle est la nouvelle longueur L' du ressort? justifier votre raisonnement.

J'ai essayé de répondre à quelques questions

1.Poids P : direction verticale; sens du haut vers le bas; point d'application: le centre de gravité ;
valeur : P = mg.
Tension f du ressort : direction verticale ; sens du bas vers le haut ; point d'application : le point
d'attache ; valeur : T = k (L - L_o)
2. P = mg=0,125* 9,80 =1.225N.
3. La boule est en équilibre sous l'effet de 2 forces donc ces 2 force« sont égales en valeur et ont le même
support.
P = T = k (L - Lo)=10(L-0.15) , et en isolant L je trouve 0.28m donc 28cm mais ça ma parait grand ...
7.point d'application: le centre de poussée C qui est le centre de gravité du fluide déplacé
direction: verticale
sens: vers le haut
intensité: =_fluideVg avec en newton qui correspond au poids du volume de fluide déplacé, _fluide : la masse volumique du fluide en kg.m^-3, V : le volume de la partie du solide immergé dans le fluide en m³ et g : l'intensité de la pesanteur en N.kg^-1
( pour cette question je ne sais pas si c'est vraiment cela qu'on demande )
8. =1000 kg.m^-3 V=2.14.10^-3
donc =21N
9. je ne sais pas du tout ;;

Merci

doudou a écrit:Besoin d'aide

Bonsoir,
Tu ne t'en sors pas trop mal!

On suspend une boule de masse m=125g et de diamètre d=4.0cm à un ressort de raideur k=10N.m^-1 et de longueur à bide L_o=15.0cm.

1. Donner les caractéristiques des forces s'appliquant à la boule dans l'air . On négligera la poussée d'Archimède due à l'air.
2. Calculer le poids P de la boule.
3. Quelle est la longueur L du ressort lorsqu'on y suspend la boule ? Justifiez votre démarche.
4. Représenter , en choisissant une échelle de représentation, les forces exercées sur la boule dans l'air.
5. On plonge la boule dans l'eau , de façon à l'immerger totalement.
6. Représenter, sans souci d'échelle, les forces agissant sur la boule dans l'eau.
7. Donner les caractéristiques de la poussée d'Archimède et la signification de chacun des grandeurs de sa valeur.
8. Calculer la poussée d'Archimède.
9. Quelle est la nouvelle longueur L' du ressort? justifier votre raisonnement.

J'ai essayé de répondre à quelques questions

1.Poids P : direction verticale; sens du haut vers le bas; point d'application: le centre de gravité ;
valeur : P = mg.
Tension f du ressort : direction verticale ; sens du bas vers le haut ; point d'application : le point
d'attache ; valeur : T = k (L - L_o)

OK. mais fais donc un schéma, avec un référentiel correct, qui te permettrait de bien traiter les signes. Attention aussi à distinguer les vecteurs de leur normes.

2. P = mg=0,125* 9,80 =1.225N.

OK

3. La boule est en équilibre sous l'effet de 2 forces donc ces 2 force« sont égales en valeur et ont le même
support.
P = T = k (L - Lo)=10(L-0.15) , et en isolant L je trouve 0.28m donc 28cm mais ça ma parait grand ...

Il faut écrire la relation vectorielle, ce la évite ce genre de discours...
Prend l'habitude de faire du calcul littérale, sans mélanger les inconnues et les constantes numériques, c'est très moche. P = k(L - L0) d'où L - L0 = P/k d'où L = P/k + L0. Application numérique L = 1,225/10 + 0,15 = 0,28 m . Ta réponse est donc correcte! pourquoi cela te surprend?

7.point d'application: le centre de poussée C qui est le centre de gravité du fluide déplacé
direction: verticale
sens: vers le haut
intensité: =_fluideVg avec en newton qui correspond au poids du volume de fluide déplacé, _fluide : la masse volumique du fluide en kg.m^-3, V : le volume de la partie du solide immergé dans le fluide en m³ et g : l'intensité de la pesanteur en N.kg^-1
( pour cette question je ne sais pas si c'est vraiment cela qu'on demande )

C'est OK

8. =1000 kg.m^-3 V=2.14.10^-3
donc =21N

revois ton volume et attention aux unités!

9. je ne sais pas du tout ;;

Merci

Sur ton schéma, trace le vecteur représentatif de la poussée d'Archimède. D'après toi, quelle est la conséquence de la PA sur le poids apparent de la boule. Que se produit-il au niveau du ressort? Réécris la relation vectorielle d'équilibre et fais le calcul.

Je ne comprends pas pour la question 9 :s

doudou a écrit:Je ne comprends pas pour la question 9 :s

Bonsoir,
Lorsque tu immerges la boule, tu constates que le ressort raccourcit: pourquoi?

je pense que P=+T

doudou a écrit:je pense que P=+T

Bonjour,
C'est une équation vectorielle, scalaire?

scalaire

Je propose cela car comme dans la question 3. la boule est en équilibre sous l'effet de 3 forces donc Poids = ressort+PA

tu veux sans doute dire que l'intensité du poids est égale à la somme de l'intensité de la tension du ressort et de la poussée d'Archimède...
Ton écriture n'est pas terrible mais bon... c'est exact. Et comme le poids n'a pas varié, qu'en déduis-tu à propos de la tension du ressort? Quel effet cela a-t-il sur l'allongement?
Il te reste plus qu'à calculer ça.....

Mais j'ai un soucis en faisant le calcul car on trouve alors la même chose que dans la question 3 ...

tu peux détailler ton calcul ?

C'est le même calcul que dans la question 3 non ? Vu que P ne varie , on a rien à changer il me semble ... mais d'un côté ce n'est pas possible que ce soit pareil !

Mais si on a changé qq chose, sinon quel intérêt !!! On a ajouté la poussée d'Archimède!
Dans la question 3, on néglige la poussée d'Archimède de l'air sur la boule. Le ressort s'étire donc son l'action du poids de la boule.
Dans la dernière question, on immerge la boule. La poussée d'Archimède de l'eau n'est pas négligeable. Elle pousse la boule vers le haut en réduisant ainsi le poids "apparent" de la boule. Le ressort s'allonge moins.
Tu as écrit l'équation reste à faire le calcul: quelle est la nouvelle tension du ressort? ce qui te permettra de calculer sa nouvelle longueur....

Ah d'accord je viens juste de comprendre , la nouvelle tension du ressort est égale à : T=-P=21-1,225=19,78
Donc : T=k(L-Lo)
19,78=10(L-0.15)
et en isolant L je trouve L=2.13m = 213cm , ce qui n'est pas normal je pense car logiquement on devrait trouver moins que dans la question 3.

je t'avais dit que la valeur que tu trouves pour la possée d'Archimède est fausse! revois ton calcul.
De plus, fais attention aux signes T = P - Pa (Pa = poussée d'Archimède).
un peu de réflexion ! si la poussée d'Archimède était plus grande que le poids, la boule s'envolerait (c'est une image, hein...)

En refaisant le calcul de la PA je trouve : 0.33N ce qui me semble plus juste.
Dons T = P-PA=1.225-0.33=0.9N
Donc 0.9=10(L-0.15)
d'où L=0.24m=24cm

je n'ai pas fait le calcul mais cela me semble plus réaliste oui!
je crois que tu as fini....

Oui! Je vous remercie vraiment d'avoir pris le temps de m'expliquer, finalement quand on comprend la physique c'est pas si méchant que ça :p.
Je vous souhaite une bonne soirée et à une prochaine peut être

pas de quoi! effectivement, comme le faisait remarquer un de nos camarades, en physique, il faut réfléchir à ce qui se passe... c'est pas comme en math où l'on applique des recettes de cuisine apprises par coeur (non pas taper !!! pas sur la tête!!).
Reviens quand tu veux et fais attention à tes calculs et aux signes!