[spoiler] - De quel côté la balance devrait-elle pencher ? - Imgur - Le Hollandais Volant
vendredi 22 août 2014 à 15:10florian1, le 22/08/2014 à 15:10
L'eau supporte en partie la bille aussi.
La bille tient grâce au trépied, mais l'eau fournit aussi une partie du support.
Donc par action réciproque la bille exerce une force sur l'eau, moins importante que son poids total mais suffisamment importante pour faire pencher la balance.
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Pixel Café, le 22/08/2014 à 15:47
(Juste pour info, j'ai mis à jour mon post initial avec quelques liens d'explications : http://pixelcafe.fr/links/?hEspfQ)
(Permalink)
Httqm, le 22/08/2014 à 16:07
> Bien trouvé, mais ça va pencher du côté de la balle de ping-pong.
> La balle en acier ne pèse pas sur la balance mais sur un trépied. La balle de ping-pong, et l’air qu’elle contient, pèsent sur la balance.
> Une autre façon de le voir est de retirer l’eau de chaque côté de la balance : si les volumes sont égaux, leurs masses (et poids) aussi et on peut les retirer. Il reste donc une balance avec une balle de ping-pong d’un côté et rien de l’autre.
Est-ce bien sûr ?
L'eau est soumise à :
- son poids, égal des 2 côtés
- la force égale et opposée à la poussée d'Archimède qu'elle exerce sur la balle de ping-pong et sur la bille en acier. Ces dernières étant de même volume, la poussée d'Archimède qu'elles subissent est égale.
Sauf que :
- dans le cas du verre contenant la balle de ping-pong, la poussée d'Archimède exercée sur la balle est annulée par la traction de la ficelle au fond du verre. L'ensemble verre + eau + balle + ficelle pèse autant quelle que soit sa configuration; on pourrait poser la balle et la ficelle à côté du verre sans que cela ne change le poids total de l'ensemble. L'effort appliqué sur le plateau de la balance est la somme des poids des éléments.
- pour le verre contenant la bille en acier suspendue par-dessus le verre, l'eau subit son propre poids ET la réaction égale et opposée à la poussée d'Archimède exercée sur la bille en acier
Bilan des efforts :
- sur le plateau de gauche : poids du verre + poids de l'eau + poids de la balle de ping-pong + poids de la ficelle
- sur le plateau de droite : poids du verre + poids de l'eau + réaction à la poussée d'Archimède sur la bille d'acier
Les poids des verres et des 2 volumes d'eau s'équilibrent. Reste alors :
- à gauche : poids de la balle de ping-pong + poids de la ficelle
- à droite : réaction à la poussée d'Archimède sur la bille d'acier. La poussée d'Archimède exercée sur la bille d'acier est égale au poids d'un volume équivalent d'eau.
En résumé :
- à gauche : poids de la balle de ping-pong + poids de la ficelle
- à droite : poids d'une boule d'eau de même diamètre que la balle de ping-pong. Et comme une balle de ping-pong flotte sur l'eau, sa densité est inférieure à celle ce l'eau : la boule d'eau est la plus lourde.
==> Pour moi, la balance penche à droite.
http://imgur.com/MWRPJDP
(Permalink)
Kevin Merigot, le 22/08/2014 à 18:28
J'aurai dit l'inverse moi, tout en comprenant bien que la boule en acier n'est pas "liée" au récipient. L'eau n'a pas exactement les mêmes propriétés que l'air.
Lorsqu'on plonge un corps dans un fluide, une pression s'exerce sur toute la surface de ce corps. Par cette pression, la bille "fait corps" avec l'eau non ? Et donc son poids "pèse". Pour qu'il y ait équilibre, il faudrait que l'excédent d'eau déplacé sorte du récipient et de la balance.
Mais bon, ça reste à tester, et j'ai pas de balance chez moi ^^
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Manuel Flury, le 22/08/2014 à 22:29
La réponse ici : https://www.youtube.com/watch?v=b_8LFhakQAk
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L'eau supporte en partie la bille aussi.
La bille tient grâce au trépied, mais l'eau fournit aussi une partie du support.
Donc par action réciproque la bille exerce une force sur l'eau, moins importante que son poids total mais suffisamment importante pour faire pencher la balance.
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Pixel Café, le 22/08/2014 à 15:47
(Juste pour info, j'ai mis à jour mon post initial avec quelques liens d'explications : http://pixelcafe.fr/links/?hEspfQ)
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Httqm, le 22/08/2014 à 16:07
> Bien trouvé, mais ça va pencher du côté de la balle de ping-pong.
> La balle en acier ne pèse pas sur la balance mais sur un trépied. La balle de ping-pong, et l’air qu’elle contient, pèsent sur la balance.
> Une autre façon de le voir est de retirer l’eau de chaque côté de la balance : si les volumes sont égaux, leurs masses (et poids) aussi et on peut les retirer. Il reste donc une balance avec une balle de ping-pong d’un côté et rien de l’autre.
Est-ce bien sûr ?
L'eau est soumise à :
- son poids, égal des 2 côtés
- la force égale et opposée à la poussée d'Archimède qu'elle exerce sur la balle de ping-pong et sur la bille en acier. Ces dernières étant de même volume, la poussée d'Archimède qu'elles subissent est égale.
Sauf que :
- dans le cas du verre contenant la balle de ping-pong, la poussée d'Archimède exercée sur la balle est annulée par la traction de la ficelle au fond du verre. L'ensemble verre + eau + balle + ficelle pèse autant quelle que soit sa configuration; on pourrait poser la balle et la ficelle à côté du verre sans que cela ne change le poids total de l'ensemble. L'effort appliqué sur le plateau de la balance est la somme des poids des éléments.
- pour le verre contenant la bille en acier suspendue par-dessus le verre, l'eau subit son propre poids ET la réaction égale et opposée à la poussée d'Archimède exercée sur la bille en acier
Bilan des efforts :
- sur le plateau de gauche : poids du verre + poids de l'eau + poids de la balle de ping-pong + poids de la ficelle
- sur le plateau de droite : poids du verre + poids de l'eau + réaction à la poussée d'Archimède sur la bille d'acier
Les poids des verres et des 2 volumes d'eau s'équilibrent. Reste alors :
- à gauche : poids de la balle de ping-pong + poids de la ficelle
- à droite : réaction à la poussée d'Archimède sur la bille d'acier. La poussée d'Archimède exercée sur la bille d'acier est égale au poids d'un volume équivalent d'eau.
En résumé :
- à gauche : poids de la balle de ping-pong + poids de la ficelle
- à droite : poids d'une boule d'eau de même diamètre que la balle de ping-pong. Et comme une balle de ping-pong flotte sur l'eau, sa densité est inférieure à celle ce l'eau : la boule d'eau est la plus lourde.
==> Pour moi, la balance penche à droite.
http://imgur.com/MWRPJDP
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Kevin Merigot, le 22/08/2014 à 18:28
J'aurai dit l'inverse moi, tout en comprenant bien que la boule en acier n'est pas "liée" au récipient. L'eau n'a pas exactement les mêmes propriétés que l'air.
Lorsqu'on plonge un corps dans un fluide, une pression s'exerce sur toute la surface de ce corps. Par cette pression, la bille "fait corps" avec l'eau non ? Et donc son poids "pèse". Pour qu'il y ait équilibre, il faudrait que l'excédent d'eau déplacé sorte du récipient et de la balance.
Mais bon, ça reste à tester, et j'ai pas de balance chez moi ^^
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Manuel Flury, le 22/08/2014 à 22:29
La réponse ici : https://www.youtube.com/watch?v=b_8LFhakQAk
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