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TP-BAC STAV-60

SOMME VECTORIELLE – POUSSÉE D’ARCHIMÈDE

Nom et prénom de l’élève

OBJECTIFS - Mesurer des forces au dynamomètre. - Faire le dynamique de trois forces. - Appliquer le 1er principe de Newton

1- Expérience n°1

① Suspendre au dynamomètre le solide (S).

② Relever la valeur du poids (P) du solide (S), indiquée sur le

dynamomètre.

③ Calculer la longueur du vecteur à l’échelle

1 cm 0,2 N.

④ Représentation du vecteur poids sur le schéma ci-contre.

2- Expérience n°2

① Introduire le solide dans le bécher contenant de l’eau et

mesurer la valeur de la force (F) exercée par le dynamomètre.

② Relever la valeur de la force : F

③ Calculer la longueur du vecteur à l’échelle (1 cm 0,2 N).

④ Représentation du vecteur sur le schéma.

Image Schéma

(S)

Dynamomètre

(S) complètement immergé

Ta mission :

① Mesurer le poids d’un objet et tracer le vecteur poids.

② Mesurer la force exercée par le dynamomètre lorsque le solide est immergé

dans l’eau puis représenter le vecteur force.

③ Appliquer le 1er principe de Newton.

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3- Interprétation des résultats

① Que constatez-vous à la lecture du dynamomètre lorsque le solide est plongé dans le liquide.

② Une 3ème force, appelée Poussée d’Archimède est exercée par le liquide. Elle est représentée par

le vecteur : .

C’est une force de direction verticale et orientée vers le haut.

Sur le schéma ci-contre placer les 3 vecteurs forces en partant du centre de

gravité du solide.

②-1 Enoncer le 1er principe de Newton (principe de l’inertie).

②-2 Appliquer le principe d’inertie.

Ce qui va vous permettre de trouver la valeur de la force () inconnue.

Calculer l’intensité du vecteur .

③ Faire la somme vectorielle des trois forces. Que constatez-vous.

Prendre pour échelle 1 cm 0,2 N.

Remarque : Lorsque l’on lâche le solide dans l’eau, celui-ci tombe au fond. Il est soumis à

trois forces qui sont :

Son poids (P) : Force exercé par la Terre sur le solide ;

Les forces de frottements (f) exercée par le liquide sur le solide ;

La poussée d’Archimède ().

La chute se faisant à vitesse constante, on peut appliquer la 1ère loi de Newton. Comme le

montre la chronophotographie ci-contre.

4- Expérience n°3

Mesurer le volume de l’objet en suivant le protocole suivant :

Placer un volume d’eau dans une éprouvette graduée et noter

précisément ce volume :

V1 = …………………………………….

V1 V2

Introduire délicatement le solide (S) dans l’éprouvette graduée.

(Inclinée l’éprouvette pour éviter d’éclabousser).

Noter le volume V2 du liquide dans l’éprouvette graduée.

V2 = …………………………………

x

y

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5- Interprétation des résultats

① A partir de l’expérience n°3 ; Le volume de l’objet est égal au volume d’eau déplacée. Calculer le

volume de cet objet.

② Convertir le volume d’eau déplacée en mètre-cube.

③ Exprimée la masse (m) d’eau en fonction du volume (V) et de la masse volumique ().

④ La masse volumique de l’eau est égale à : 1 000 kg/m3. Calculer sa masse.

⑤ Calculer le poids de l’eau.

⑥ Que pouvez- vous conclure sur la poussée d’Archimède. Enoncer le théorème d’Archimède.

Données utiles :

La masse volumique :

Unités : en g.cm-3 si m en gramme et V en centimètre cube.

Dans le système international : en kg.m-3 si m en kilogramme et V en mètre cube.

Le poids :

Unités : P en Newton si m en kilogramme et g en Newton par kilogramme.

On prendra g = 9,8 N/kg

RANGER LE MATERIEL UTILISÉ SUR DE VOTRE PAILLASSE APRES LA SEANCE DE TRAVAUX PRATIQUES.