..:: Le Principe d'Archimède ::..

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    Le Yellow Submarine a une masse importante dans l'eau mais sachant qu'il n'utilise pas de moteur pour rester à la même profondeur, quel est donc ce phénomène qui permet au sous-marin de rester à un niveau constant ?

C'est le principe d'Archimède qui intervient : "Tout corps plongé dans un liquide reçoit de la part de ce liquide une poussée verticale dirigée de bas en haut, égale au poids du volume de liquide déplacé".

Le sous-marin est donc 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, est une poussée verticale s'exerçant de bas en haut égale au poids du liquide déplacé qui s'applique au centre de carène C . Cette poussée, ici en bleue est égale au poids d'eau de mer déplacé par la coque et se trouve dirigée vers le haut.

L'expérience dite du « ludion » illustre bien ce principe :    On prend un bouchon de stylo fermé en haut, une masse faible que l'on greffe à ce bouchon. Il nous faut aussi une bouteille remplie d'eau qui sera fermée avec son bouchon.

    On plonge le bouchon de stylo dans la bouteille remplie d'eau et on ajuste la masse de telle façon que le bouchon flotte à la surface, on dit qu'il est "entre deux eaux". On referme la bouteille. A ce moment-là, le poids du bouchon s'annule avec la poussée d'Archimède. On appuie ensuite sur les bords de la bouteille et on observe:

    On remarque que lorsque l'on exerce une pression sur la bouteille, le bouchon coule. La poussée d'Archimède est trop faible par rapport au poids du bouchon et par conséquent, il coule.

Que se passe-t-il réellement ?

    Lorsque le bouchon flotte, une certaine quantité d'air est contenue dans la partie haute du capuchon. L'eau est un liquide non compressible, à l'opposé de l'air. Lorsque l'on appuie sur les bords de la bouteille, l'eau ne peut pas se compresser, à l'inverse de l'air contenu dans le bouchon qui se comprime. Le ludion devient moins volumineux, la poussée d'Archimède diminue donc les forces ne s'équilibrent plus. Par conséquent le ludion "coule" par son propre poids.

Quelle conclusion en tirée pour le sous-marin ?

    C'est bien sur le même principe qui s'applique pour un sous-marin. Il peut en effet, naviguer en immersion complète mais aussi en surface comme les autres navires. Pour pouvoir naviguer en immersion, il doit donc augmenter son poids jusqu'à le rendre équivalent (cas où la flottabilité est nulle) ou bien supérieur (cas ou la flottabilité est négative) au poids d'eau déplacé.