Poussée d'Archimède : définition et expression vectorielle

Première générale Spé · Physique-Chimie Spé 1ère

À retenir

• Poussée d'Archimède : verticale, vers le haut, égale au poids du fluide déplacé. • = -_fluide\,V_imm\,g ; valeur = _fluide\,V_imm\,g. • Elle est la résultante des forces pressantes, plus fortes sur le bas du corps que sur le haut. • Poids apparent d'un corps totalement immergé : P - .

Le cours

Poussée d'Archimède : définition et expression vectorielle Énoncé : tout corps immergé, totalement ou partiellement, dans un fluide au repos subit de la part de ce fluide une force appelée poussée d'Archimède, verticale, dirigée vers le haut, dont la valeur est égale au poids du volume de fluide déplacé : = -_fluide\,V_imm\,g = _fluide\,V_imm\,g avec _fluide en kg/m^3, V_imm (volume immergé) en m^3, g en N/kg et en N. Elle s'applique au centre de la partie immergée (centre de poussée). D'où vient-elle ? C'est la résultante des forces pressantes exercées par le fluide sur toute la surface du corps. Pour un cube d'arête a immergé dans un liquide, les forces sur les faces latérales se compensent ; la face du bas, plus profonde de a, subit une pression plus grande de \,g\,a que la face du haut. La force nette vaut \,g\,a a^2 = \,a^3\,g : exactement le poids du liquide déplacé. La poussée existe aussi dans les gaz : c'est elle qui fait monter les montgolfières et les ballons sondes. Dans l'air, elle est souvent négligeable pour des objets denses. Poids apparent d'un corps totalement immergé : P_app = P - (c'est ce qu'indique un dynamomètre). Astuce et méthode clé Dans la formule, c'est la masse volumique du fluide qui intervient, jamais celle de l'objet : une bille d'acier et une balle de même volume, toutes deux totalement immergées, subissent la même poussée. Piège classique à éviter Utiliser le volume total d'un objet qui flotte : seul le volume immergé compte. Un bouchon de 10\ cm^3 immergé à moitié ne déplace que 5\ cm^3 d'eau, soit une poussée d'environ 0,05\ N.

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