Il était un petit navire...

énoncé

Tirant d’eau H = 1,00 m ; longueur L = 15,0 m , l = 4,20 m et de hauteur h = 5,20 m. La masse volumique de l’eau est égale à

1,00 kg.L^-1 = 1,00x10³ kg.m^-3

1. Les forces exerçant sur le bateau sont :

- le poids P

- la poussée d’Archimède Pa

2. vidéo Caractéristiques de la poussée d’Archimède exercée par l’eau sur le bateau.

_ direction : verticale

- sens du bateau vers le haut

- point d’application ; le centre d’inertie du bateau

- valeur :

Avec m : masse d’eau déplacée

V : volume d’eau déplacée

3. vidéo Masse volumique du bateau

Le bateau est immobile, il est soumis à l’action de 2 forces qui se compensent, le poids P et la poussée d’Archimède :

P = Pa

Le bateau flotte car sa masse volumique est inférieure à celle de l’eau. En effet l’intérieur du bateau n’est pas constitué uniquement d’acier mais également d’air de masse volumique très faible ().

4.  ; Valeur de la poussée d’Archimède P’a exercée par l’air sur le bateau :

Remarque : le bateau étant complètement immergé dans l’air, le volume d’air déplacé est égal au volume du bateau.

5. vidéo Comparaison de la poussée d’Archimède P’a par rapport au poids P du bateau :

P >> P’a la poussée d’Archimède est négligeable devant le poids du bateau.

6. L’autre force s’exerçant sur le bateau est la réaction du sol. Ses caractéristiques sont :

Remarque : les 2 forces ont décalées pour plus de lisibilité. En réalité leurs direction sont confondues.