2S TP-cours Physique Chap4bis : Poussée d'Archimède et corps ...

2S TP-cours
Physique
Chap4bis : Poussée d'Archimède et corps flottants :
EXERCICES Ex1 : Une bouteille de 2,0 L de lait à une masse de 2260 g.
1) Calculer la masse volumique du lait en g/L puis en kg/m3 sachant que
la bouteille vide à une masse de 200 g.
2) En déduire la densité du lait.
Ex2 : La masse volumique de l'or est 19,3 g/cm3. Combien vaut-elle en g/L ,
en kg/L et en t (tonne) / m3 ?
|Ex3 : Une plaque de fonte a pour longueur L = 1,200 m, | |
|largeur l = 0,750 m et épaisseur e = 1,5 cm. Calculer |[pic] |
|la masse de la plaque sachant que la masse volumique de la | |
|fonte est ? = 7,00.103 kg/m3. | |
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|Ex4 : Un élève ajoute successivement 2 solides dans une | |
|éprouvette. | |
|Déterminer les masses volumiques des 2 solides sachant que | |
|la masse du 1er est 81 g et celle du 2nd est 158 g. | |
Ex5 : La masse volumique de l'air vaut 1,30 g/L à 0°C et 1,20 g/L à 20°C
1) Calculer les masses volumiques du dioxyde de carbone (CO2) et du
méthane (CH4) à 0°C où le volume molaire vaut
Vm = 22,4 L.mol-1. On donne les masses molaires suivantes (en g.mol-1) :
M(C) = 12,0 / M(O) = 16,0 et M(H) = 1,0
2) En déduire leur densité à 0°C.
3) Calculer les masses volumiques du dioxyde de carbone (CO2) et du
méthane (CH4) à 20°C où le volume molaire vaut
Vm = 24,0 L.mol-1.
4) En déduire leur densité à 20°C et conclure.
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|Ex6 : Une bille de nickel « pèse » 100 g dans | |
|l'air et 91 g dans l'alcool de densité 0,80. | |
|Quelle est la densité du nickel ? | |
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|Ex7 : | |
|Un bouchon de liège « pèse » 0,14 N dans l'air.| |
|Un morceau de plomb « pèse » 2,4 N dans l'eau. | |
|Si on attache le plomb au bouchon, l'ensemble | |
|pèse 2 N dans l'eau. Trouvez la densité du | |
|liège. | |
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|Ex8 : répondre par Vrai ou Faux et corriger les| |
|phrases fausses | |
|La poussée d'Archimède qui s'exerce sur un | |
|corps immergé dans un liquide ne dépend que de | |
|la nature du liquide. | |
|La poussée d'Archimède s'exerce verticalement | |
|de haut en bas | |
|Plus son volume est grand, plus la poussée | |
|d'Archimède exercée sur un corps immergé est | |
|grande | |
|Plus la masse volumique d'un corps immergé est | |
|grande, plus la poussée d'Archimède exercée sur| |
|ce corps est grande. | |
|La poussée d'Archimède qui s'exerce sur un | |
|corps ne peut jamais être supérieure au poids | |
|de ce corps. | |
|On flotte mieux dans l'eau d'une grande piscine| |
|(50 m) que dans l'eau d'une petite piscine | |
|(25m). | |
|On flotte mieux dans l'eau de la mer que dans | |
|celle d'une piscine. | |
a) La poussée d'Archimède exercée par l'eau sur un objet (totalement)
immergé est plus grande quand l'objet est au fond de l'eau que
lorsqu'il est près de la surface.
b) Le poids réel d'un objet est plus petit dans l'eau que dans l'air.
c) Une barque chargée flotte sur la mer et le niveau d'eau arrive à ras
bord. Elle se dirige vers une rivière. Peut-elle continuer sans risque
à naviguer sur la rivière. Ex9 : Un iceberg a un volume total VT ,= 600 m3.
Sa masse volumique (glace) est ?1 = 910 kg.m-3, celle de l'eau de mer est
?2 = 1024 kg.m-3
1. Schématiser l'iceberg flottant et préciser les forces auxquelles il
est soumis lorsqu'il est à l'équilibre.
2. Calculer le poids total de l'iceberg.
3. Calculer le volume immergé (sous l'eau) Vi de l'iceberg
4. Trouver une relation entre le Volume immergé Vi , le volume total VT
et les masses volumiques.
5. En déduire la proportion (pourcentage) de glace immergée dans cet
iceberg.
Ex10 : Un ballon en caoutchouc a pour volume V = 15 dm3 et pour masse m=
700 g. Il flotte à la surface de l'eau.
1. Déterminer la valeur du volume immergé.
2. En déduire la proportion (pourcentage) du ballon qui est sous l'eau en
volume.
3. On le maintient immobile sous l'eau. Quelles sont les caractéristiques
de la force exercée (direction, sens et intensité) ?
Donnée : ?eau = ...à connaître !.
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|Ex11 : Un ballon gonflé à l'hélium a un volume | |
|total de 1200 m3. La masse de son enveloppe et | |
|de sa nacelle est de 700 kg. | |
|On prendra g = 10 N/kg | |
|Calculer le poids d'hélium que le ballon | |
|contient. | |
|On donne la masse volumique de l'hélium ?He = | |
|0,17 kg.m-3 | |
|Calculer la valeur de la poussée d'Archimède qui| |
|s'exerce sur le système {ballon + nacelle}. On | |
|négligera le volume de la nacelle. | |
|On remplit la nacelle avec une charge de 500 kg.| |
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|Calculer la valeur de la « force | |
|ascensionnelle ». | |
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|Ex12 : Etude d'un voilier de course | |
|Afin de renforcer la sécurité des | |
|voiliers, le règlement des courses exige| |
|la présence sur chaque voilier de deux | |
|des dispositifs suivants : quille | |
|mobile; ballon d'air, ballast d'eau. | |
|Etudions leur rôle. | |
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|Le bateau est à flot, immobile sur une | |
|mer calme, en absence de vent (figure | |
|a). Quelles sont les deux principales | |
|forces qui agissent sur le bateau ? Les | |
|représenter en précisant l'échelle. | |
|Masse du bateau m = 5,8 t ; g = 10 N/kg.| |
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|Calculer le volume de la partie immergée| |
|du bateau si la masse volumique de l'eau| |
|de mer vaut ? eau = 1030 kg.m-3. | |
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|Le bateau gîte (bouge) autour de son |