Sous-marin
Objectifs d’apprentissage
- Étudier une application de la poussée d'Archimède ;
- Appliquer le principe fondamental de la dynamique en étudiant les effets d'un équilibre de forces (resp. d'un déséquilibre).
Un sous-marin est un navire capable de naviguer sous l'eau.
Le principe de fonctionnement repose sur la recherche d'un équilibre entre le poids du navire qui tend à le faire couler et la poussée d'Archimède qui tend à le faire flotter.
- Un objet flotte si la poussée d'Archimède est plus forte que le poids.
- Un objet coule si la poussée d'Archimède est plus faible que le poids.
L'intensité de la poussée d'Archimède est proportionnelle à la masse d'eau que déplace les parties immergées de l'objet.
- Un objet flotte si la masse d'eau qu'il déplace est supérieure à sa propre masse.
- Un objet coule si la masse d'eau qu'il déplace est inférieure à sa propre masse.
Voir l'animation « flotte ou coule ».
Il est aussi possible de considérer la variable masse volumique pour caractériser la flottaison. Le volume du sous-marin étant constant, il suffit de jouer sur sa masse pour modifier sa masse volumique. Lorsqu'elle est inférieure à celle du fluide environnant, il flotte. Si elle est supérieure à celle du fluide environnant, il coule.
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