III)La poussée d'Archimède d)

d) Utilisation

La Poussée d’Archimède est présente dans le déroulement de l'éruption d'un volcan les sables mouvants, de plus, elle est utilisée dans la construction navale de bateaux et de sous-marins, permet d’expliquer le fonctionnement des systèmes de déplacement d’eau comme dans les piscines, elle est utilisée dans le fonctionnement de montgolfières ou dirigeables.

Voici un exemple :

LE SOUS-MARIN

Nous avons vu que tout corps plongé dans un liquide reçoit de la part de ce liquide une poussée verticale de bas en haut, égale au poids du volume de liquide déplacé.

Le sous-marin dans l’eau de mer est soumis à deux forces :

-son poids,  appliqué au centre de gravité (G), force verticale dirigée de haut en bas. Elle tend à faire descendre le sous-marin.

-la poussée d’Archimède appliquée au centre du volume immergé (C), force verticale dirigée vers le haut. Elle tend à faire remonter le sous-marin. L'équilibre est obtenu quand le poids de l'eau déplacé, c'est à dire la poussée, correspond au poids du sous-marin

Si par exemple le sous-marin est en surface, les ballasts sont vides. Le sous-marin flotte, il est donc en équilibre. Le poids du volume d’eau déplacé est bien égal au poids du sous-marin comme dans le dessin montré ci-dessous.

Si maintenant on ouvre le système d’ouverture des ballasts appelé purge, ils se rempliront d’eau, le sous-marin va donc s’alourdir et s’enfoncer. Le poids du volume d’eau supplémentaire déplacé sera donc égal au poids de l’eau contenu dans les ballasts. Un nouvel équilibre est donc trouver. A chaque volume d’eau rajouté en plus dans les ballasts, le sous-marin s’enfonce un peu plus, un nouvel équilibre est donc obtenu.

En immersion totale maintenant, les ballasts sont totalement remplis d’eau de mer.

Si l’on vide ces ballasts en remplaçant l'eau de mer par de l'air contenu dans des bouteilles d'air situées à l'intérieur du sous-marin. Le poids du sous-marin diminue du poids du volume d'eau évacué des ballasts : la poussée, est supérieure au poids du bâtiment. Il devient "léger" et remonte. La valeur de la poussée diminuant avec la hauteur de l’immersion, on obtient donc un nouvel équilibre poids/poussée.