La poussée d'Archimède

Un bateau flotte grâce à la poussée d'Archimède. Comment expliquer ce principe de physique ? La réponse est dans cette vidéo ! 👇

Origine de la poussée d'Archimède

Dans la Grèce antique, l'ingénieur et mathématicien Archimède a énoncé un principe : 
« Tout corps plongé dans un fluide subit une force verticale, dirigée vers le haut, et dont l'intensité est égale au poids du volume de fluide déplacé ».

► Prenons un exemple : un bateau qui flotte.

Comment expliquer cette force verticale qui permet à l’objet (ou le bateau !) de ne pas couler ?
C'est la superpositiondes forces de pression qui en est responsable. Ces forces de pression s’exercent partout où il y a un fluide à côté d’une paroi, et le fluide exerce donc une pression perpendiculaire à la paroi.

Sur le schéma, nous l'observons avec les flèches qui vont de l’extrémité droite vers la gauche ⬅️, et inversement ➡️, de telle sorte que ces 2 forces se compensent. En revanche, sur la partie basse de l’objet, il s’exerce des forces perpendiculaires qui vont vers le haut ⬆️. On retrouve aussi en haut des forces qui vont vers le bas ⬇️, cependant ces forces sont plus petites que celles exercées sur le bas de l’objet.
► Résultat : au global, cela engendre une force vers le haut 🔝.

Comment formuler la poussée d'Archimède ?

La force de la poussée d’Archimède est l’opposé du poids du fluide déplacé. Il existe deux grandes distinctions :

• objet complètement immergé dans un fluide
• objet partiellement immergé dans un fluide

La différence fondamentale entre les deux résulte du volume immergé.

Comment noter la poussée d'Archimède ?

Soit →∏ la poussée d’Archimède (Cette poussée est une force et s’exprime donc en newton !)

Soit - l'opposé

Soit p le poids

Soit v le volume

• →∏ = − m_{fluide déplacé} X →g car on sait que p = m X g

Qu’est-ce que c’est que la masse du fluide déplacé ?

On sait que pour un fluide, sa masse est égale à sa masse volumique multipliée par le volume. Donc :

• →∏ = − p_fluide X v_immergé X →g

On ne prend en compte que le volume immergé car il n’y a que cette partie qui a déplacé du fluide. En effet, le liquide a été déplacé puisque l’on a inséré un objet à la place.

Les applications de la poussée d'Archimède

Il existe de très nombreuses applications de la poussée d'Archimède : les icebergs, les montgolfières, etc.