Chapitre 9    Actions mécaniques et forces

Activité 9.1 : La poussée d’Archimède
Cours
Exercices

Activité 9.1 : La poussée d’Archimède

I. Découvrir et adapter la poussée d’Archimède

1. Mesurer la masse du morceau de pâte à modeler et noter le résultat. Comment s’appelle l’appareil utilisé ?

2. Calculer son poids.

3. Poser la pâte à modeler à la surface de l’eau, qu’observe-t-on ?

4. Comment peut-on augmenter la poussée d’Archimède pour faire flotter la pâte à modeler ? Que vaut alors la poussée d’Archimède ?

                                 

II. Le théorème d’Archimède

A. Partie expérimentale

1. Mesurer la masse du pot de yaourt et noter le résultat.

2. Verser de l’eau dans le bécher jusqu’à la graduation 150.

3. Mettre le pot de yaourt à l’eau pour qu’il flotte, qu’observe-t-on ? Pourquoi ?

4. Marquer avec le feutre le nouveau niveau d’eau et enlever le pot de yaourt.

5. Remplir l’éprouvette graduée avec 130 mL d’eau puis verser une partie de cette eau dans le bécher afin d’atteindre le second trait. Combien d’eau reste-t-il ?

                   

B. Exploitation

1. Combien d’eau a-t-il fallu verser ?

2. Quelle est la masse de l’eau versée ?

3. Comparer avec la masse du pot de yaourt.

4. Quelle est la masse de l’eau déplacée par le pot de yaourt quand il flotte ?

5. Calculer le poids du pot de yaourt.

6. Quelle est la valeur de la poussée d’Archimède ?

III. La poussée d’Archimède hors de l’eau

Citer une situation, qui n’a aucune relation avec le milieu aquatique, dans lequel on utilise aussi la poussée d’Archimède.

Cours

I. Les actions mécaniques et leurs effets

  Une action mécanique exercée sur un objet peut :   –  le mettre en ______________ ;
– modifier sa tra___________ ou sa v___________ ;
– le déf__________.

II. Actions mécaniques

A. Les actions de contact

Certaines actions n’apparaissent que lorsqu’il y a une zone de ______________ entre deux objets, par exemple, en soulevant un tabouret, l’action se produit au niveau de la _______.

B. Les actions à distance

Cette fois, il n’y a pas de contact entre les objets qui agissent. Les actions éle______________, mag_____________ et de pes___________ sont des actions mécaniques à distance.

III. Vecteur force

Une action mécanique peut être décrite par une force. Sur un dessin, cette force est représentée par un vecteur dont les caractéristiques sont :
       – une ____________ ;
       – un _______ ;
       – un ________ d’_____________ ;
       – une norme, c’est la valeur exprimée en ______________ (N).

Sur le dessin ci-contre, la force a une direction ______________, son sens est vers la _________, son point d’application est ____ et sa norme est de _____ N.

La norme de la force se mesure avec un ________________.

IV. Équilibre d’un objet soumis à deux forces

Lorsqu’un objet soumis à deux forces est en équilibre, les deux forces ont :
        – la même droite d’action ;
        – des sens _____________ ;
        – la même ___________.

Ici, F1 = F2 = ________ N, on dit alors que ces forces se compensent.

Exercices

I. Un livre sur une table

1. Calculer et tracer `vec P` (échelle de 1 cm ⟷ 3 N).

2. `vec R` est une force qui empêche le livre de tomber.

     a. Tracer `vec R`.

     b. Donner les caractéristiques de `vec R`.

     c. Quelle est l’origine de `vec R` ?

II. Une bille dans l’eau

1. Calculer et dessiner `vec P` (échelle de 10 cm ⟷ 1 N).

2. Combien d’eau cette bille déplace-t-elle ? (réponse en g et mL)

3. PA est égale au poids de l’eau déplacée, calculer PA.

4. Que fait la bille ? (elle monte, elle descend ou elle reste à la même hauteur)

5. À un moment, la bille ne bouge plus.

     a. Dessiner cette situation.

     b. Faire un inventaire détaillé des trois forces qui agissent. -->