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Mécanique et machines simples · GCSE Physics Buoyancy & Density

Simulateur du principe et de la poussée d’Archimède

Le débordement interactif d'Archimèdes peut expérimenter des commandes d'immersion F_buoy = rho*g*V_disp, flottant, plongeant et sous-marin.

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  • Pas d'inscription
  • Dérivés vivants
  • Mode projecteur
  • Imprimer la feuille de travail
Calcul local · Privé
Laboratoire scientifique interactif Physique pure côté client et calcul mathématique. Les entrées sont traitées localement sans stockage de données personnelles.
Étape de simulation 3D● 60 FPS
Préréglages et pièges communs :

Contrôles des paramètres

cm³
g/cm³
g/cm³
%

Dérivations et métriques en direct

Force de flottaison F_bouée
--
Poids de l'objet G
--
Lecture à l'échelle
--
Volume déplacé
--
Calcul de la formule en temps réel
Formule de calcul: --
Substitution: --
Régime : --

Exemples travaillés et question d'examen Plongée profonde

Problème travaillé

Problème : A 500cm³ le bloc de fer est entièrement immergé dans l'eau (rho=1.0g/cm³) et dans le kérosène (rho=0.8g/cm³). Trouvez la flottabilité. (g=10N/kg)
Dérivation étape par étape :
  1. 1) Dans l'eau: F_bouoy = 1000*10*5e-4 = 5N; 2) Dans le kérosène: F_bouoy = 800*10*5e-4 = 4N. Indépendamment de la densité du fer.

Problème travaillé

Problème : Un cube de glace flotte dans un bec d'eau. Lorsqu'il est fondu, le niveau de l'eau augmente-t-il, diminue-t-il ou reste-il inchangé?
Dérivation étape par étape :
  1. Ça reste inchangé ! En flottant, V_disp = m_ice / rho_water. Une fois fondu, le volume d'eau résultant est m_water / rho_water = V_disp, remplissant exactement la cavité déplacée.

Feuille de travail et problèmes de pratique

Q1. Variante 1 : Un cube de glace flotte dans l'eau salée. Le niveau augmente-t-il, diminue-t-il ou reste-il inchangé après la fusion?
Q2. Variante 2 : Comment un sous-marin contrôle-t-il la plongée et le revêtement ?
Q3. Variante 3 : Un objet pèse 8N dans l'air et 5N lorsqu'il est immergé dans l'eau. Déterminer le volume et la densité (g=10N/kg)

Foire aux questions et idées fausses

Les objets submergés qui reposent sur le fond subissent-ils une flottabilité?
Oui. Tant que le liquide entre en contact avec la surface inférieure, la pression hydrostatique vers le haut dépasse la pression vers le bas. La flottabilité n'est nulle que si la base est scellée au fond sans liquide en dessous.
La flottabilité augmente-t-elle à mesure qu'un objet s'approfondit?
C'est pas vrai. Une fois complètement submergé, le volume déplacé V_disp est égal au volume d'objet V_obj et reste constant. Alors que la pression ambiante augmente, la différence de pression entre le haut et le bas reste inchangée.
Quand un navire navigue d'une rivière à l'autre, la force de flottaison change-t-elle?
Non, la flottabilité est toujours égale au poids du navire. Mais comme l'eau de mer est plus dense, le volume déplacé diminue, ce qui fait flotter le navire légèrement plus haut.
Les ballons à air chaud utilisent-ils le principe d'Archimède?
Oui. L'air est un fluide. Le chauffage de l'air à l'intérieur réduit sa densité, ce qui rend le poids brut du ballon inférieur au poids de l'air ambiant frais déplacé (F_buoy > G_total).