1
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 1
erprincipe de Newton.
2
TP-BAC STAV-60
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 = ……….
V
1V
2Introduire 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
3
TP-BAC STAV-60
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.
