Explore an adult male reference body in 3D. Reveal 14 anatomical systems, search thousands of named structures, isolate organs, and pull 2,209 modeled pieces apart to see how the body is organized.
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Cuve de poussée d'Archimède
À propos de cette simulation
La Cuve de poussée d'Archimède est un laboratoire interactif de statique des fluides en 3D où les élèves testent manuellement le principe d'Archimède. Un bloc de test est suspendu à un dynamomètre à ressort étalonné au-dessus d'une cuve à trop-plein remplie jusqu'au bec verseur. Lorsque les élèves font glisser le bloc dans le fluide ou cliquent sur les échantillons de matériaux sur l'étagère, l'eau s'écoule du bec dans un bécher posé sur une balance numérique. Des flèches vectorielles 3D en temps réel comparent la poussée d'Archimède vers le haut F_b = rho_f g V_sub au poids mg vers le bas, tandis que les indicateurs affichent le poids apparent sur le dynamomètre, le poids de l'eau déplacée, la poussée d'Archimède en newtons et si l'objet flotte ou coule lorsqu'il est relâché.
Ce que les élèves peuvent explorer
- Faites glisser le bloc d'Aluminium à mi-chemin puis complètement sous l'eau, et vérifiez que la diminution du Poids apparent est égale au Poids de l'eau déplacée dans le bécher de récupération.
- Activez Flottaison / immersion libre et testez le Bois (600 kg/m³) et la Glace (917 kg/m³) pour voir quel pourcentage de chaque bloc reste immergé à l'équilibre.
- Sélectionnez la Coque de bateau creuse (450 kg/m³) et comparez son comportement avec celui du Fer massif (7870 kg/m³) pour comprendre pourquoi les navires en acier flottent.
- Augmentez la Masse volumique du fluide de 800 kg/m³ (huile) à 1400 kg/m³ (saumure dense) et observez comment la flèche de la poussée d'Archimède vers le haut grandit.
- Comparez l'Aluminium, le Fer et l'Or au même volume de 2,0 L lorsqu'ils sont totalement immergés afin de vérifier que la poussée d'Archimède dépend du volume déplacé et non de la masse volumique de l'objet.
Objectifs d'apprentissage
- 1Énoncer le principe d'Archimède et calculer la poussée d'Archimède à l'aide de la formule F_b = rho_f g V_sub.
- 2Expliquer pourquoi le poids apparent dans un fluide est égal au poids réel moins la poussée d'Archimède.
- 3Prédire si un objet va flotter, couler ou rester en flottabilité neutre en comparant sa masse volumique moyenne à celle du fluide.
- 4Expliquer comment le fait d'évider un matériau dense abaisse sa masse volumique moyenne pour permettre à la coque en acier d'un navire de flotter.
Questions fréquentes des enseignants
Qu'énonce le principe d'Archimède ?
Le principe d'Archimède stipule que tout corps partiellement ou totalement immergé dans un fluide subit une poussée verticale dirigée vers le haut dont l'intensité est égale au poids du fluide déplacé par cet objet.
Pourquoi des blocs d'Aluminium, de Fer et d'Or de même volume subissent-ils la même poussée d'Archimède lorsqu'ils sont totalement immergés ?
La poussée d'Archimède dépend uniquement de la masse volumique du fluide environnant et du volume immergé (F_b = rho_f g V_sub). Comme des blocs de deux litres d'aluminium, de fer et d'or déplacent exactement les mêmes deux litres d'eau, ils reçoivent exactement la même poussée vers le haut.
Comment un lourd navire en acier peut-il flotter alors que l'acier est près de huit fois plus dense que l'eau ?
Une coque de bateau creuse renferme un grand volume d'air, ce qui rend sa masse volumique moyenne (masse totale divisée par le volume extérieur total déplacé) bien inférieure à la masse volumique de l'eau (1000 kg/m³). Le navire ne s'enfonce que jusqu'à ce que le poids de l'eau déplacée équilibre son propre poids.
Que se passe-t-il au niveau de la lecture du dynamomètre lorsqu'on descend un bloc dans la cuve ?
À mesure que le bloc pénètre dans l'eau, la poussée d'Archimède vers le haut soutient une partie de son poids ; l'indication du dynamomètre (poids apparent W_app = mg - F_b) diminue donc exactement du poids de l'eau recueillie dans le bécher.
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