Un objet au fond de la mer aurait-il encore une flottabilité? [fermé]

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Je comprends donc que la flottabilité se produit parce que le fluide exerce une plus grande quantité de pression sous un objet par rapport à ci-dessus, comme dans cette image entrez la description de l'image ici

Donc, ma question est, que se passe-t-il si l'objet est forcé au fond du récipient, de sorte qu'aucun fluide ne soit en dessous. La logique est, s'il n'y a pas de fluide en dessous, il n'y a rien pour le pousser vers le haut. Alors, cet objet aurait-il encore une flottabilité? Si oui, pourquoi?

edit: intéressant de voir des réponses en désaccord les unes avec les autres. Une chose à noter - d'après mon manuel, la flottabilité est une force qui se produit à cause de la pression hydrostatique - cela n'a rien à voir avec la densité des objets. Donc, ceux qui disent alors peuvent ressentir de la flottabilité parce qu'elle est moins dense ont tort, je suppose, ce n'est pas de la flottabilité.

M. Wother
la source
Voilà une très bonne question! Pour ma réponse, j'ai supposé que la boîte de haricots flotterait dans l'eau (expérience de flottabilité). Et vous demandez le cas de bord que le conteneur est pressé au sol en premier.
rul30
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oui c'est ce dont je parle
M. Wother
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discussion à ce sujet physics.stackexchange.com/questions/59866/...
agentp
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Je vote pour fermer cette question comme hors sujet car cela semble concerner un cas théorique de lois physiques, et serait plus approprié sur l'échange de pile physique (où il s'agit d'un doublon). La question posée ne semble pas se concentrer sur les applications réelles ou les aspects techniques de la question.
JMac
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Les commentaires ne sont pas pour une discussion approfondie; cette conversation a été déplacée vers le chat .
Air

Réponses:

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Oui, votre canette conservera sa flottabilité lorsqu'elle sera immergée au fond.

Quelle que soit la profondeur d'immersion, tout objet perdra un poids égal au poids de l'eau qu'il a déplacé, même lorsqu'il est maintenu au fond. Vous confondez la pression hydrostatique avec la flottabilité.

La pression hydrostatique augmentera avec la profondeur, au point qu'elle pourrait même écraser la boîte. Mais la flottabilité exercée par l'eau sur la boîte reste plus ou moins la même, car l'eau est presque incompressible, donc sa densité est plus ou moins la même en eau peu profonde et profonde. Par conséquent, l'eau déplacée aura le même poids sur le fond et la flottabilité qu'elle provoque serait la même.

Kamran
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Pourquoi les downvotes?
Wossname
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Triste réflexion sur la qualité du site. La flottabilité arrive même à un morceau de béton dégagé pour être immergé à l'avant et servant de butée à un pont. Vous allez soustraire le poids de l'eau pour calculer les charges de fondation.
kamran
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100% correct. La différence nette entre la force gravitationnelle vers le bas et la pression hydrostatique résultante est la "flottabilité". Lorsque l'objet est à la surface en train de bouger joyeusement, il n'y a pas de flottabilité. Si l'objet est forcé au-dessus de la surface, la gravité gagne, s'il est forcé en dessous, la flottabilité gagne jusqu'à ce que les deux forces soient égales. Toute suggestion que l'objet flottant collé au fond de l'étang n'éprouve aucune flottabilité est absurde!
Donald Gibson
3
Il y a un problème avec cette analyse, qui semble ignorer le point de la question. La force hydrostatique existe-t-elle au fond quand il n'y a pas d' eau en dessous? Cela ne semble vraiment pas répondre à cela, et dit simplement "la flottabilité est la même parce que la différence de pression hydrostatique est la même"; mais vous n'abordez pas le cas de bord sur lequel cette question se concentre; le cas quand il n'y a pas d'eau en dessous. Vous n'expliquez pas comment vous pourriez manifester une pression hydrostatique sans fluide en premier lieu.
JMac
1
@AsymLabs Vous décrivez les mathématiques derrière la flottabilité; mais en ignorant pourquoi cela se manifeste. La flottabilité existe en raison de l'équilibre des forces hydrostatiques sur un objet; et l'augmentation de la pression à une profondeur accrue. Pour toute surface fermée affectée par la force hydrostatique; nous obtenons une flottabilité totale sur le corps. Pour le cas d'un objet dont les surfaces sont retirées du contact hydrostatique avec le fluide; ce n'est plus une surface fermée sur laquelle la pression agit; et donc la flottabilité ne peut pas être naïvement appliquée de la même manière qu'un objet immergé.
JMac
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Oui, c'est vrai - l'espace occupé par l'objet est plus léger que le fluide qui l'entoure, il veut donc s'élever.

Identique à pousser une balle au fond du bain - y reste-t-il?

Edit: pour ceux qui disent que la forme de la balle fait toute la différence: essayez-la avec un cube creux en plastique (rempli d'air) pour que le cube puisse reposer à plat sur la surface ...

Solar Mike
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1
ce n'est pas si facile, la question porte sur une canette, étant donné une canette "parfaite" il n'y aurait pas de force de pression vers le haut. Votre exemple avec une balle est vraiment ce qui fait la différence. Parce qu'une balle ne touche le fond qu'avec une petite surface.
rul30
@ rul30 essayez-le avec un cube en plastique creux puis ...
Solar Mike
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comme le mentionne rul30 - je parle d'une forme théoriquement parfaite et d'un scénario théorique. Tous les objets du quotidien ont de minuscules trous et canaux et des choses (je suppose)
M. Wother
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Eh bien, quelle différence cela fait-il? Selon mon manuel, la force de flottabilité n'a rien à voir avec la densité de l'objet, c'est juste son volume
M. Wother
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@ M.Wother Si vous le lisez correctement, votre manuel est erroné. c'est la masse par volume donné de l'objet par rapport à la masse du liquide environnant par même volume qui détermine si un objet coule ou monte - la masse par volume est la définition de la densité.
AsymLabs
2

Je ne sais pas pourquoi SolarMike a supprimé sa réponse. La seule chose qui retient la boîte au sol («fier» en termes navals) est la force du vide, c'est-à-dire la même pression qui vous empêche de soulever la boîte d'une table si la table est parfaitement scellée.
Tant que la densité de la boîte est inférieure à celle du fluide environnant, elle subira une force de flottabilité. Ne confondez pas une force existante avec la force nette . Une fois qu'il y a un canal pour permettre à l'eau de s'écouler sous la boîte, la pression delta de l'eau avec la profondeur fera monter la boîte à la surface. (C'est une question de pression par rapport à la profondeur, pas de densité). Comme indiqué sur la page Wikipedia, la pression au fond du bidon (pression d'eau) est supérieure à celle du haut du bidon, forçant ainsi le bidon à monter. Cette différence de pression existe même lorsque la canette est fière; c'est juste le manque de pression qui en résulterait si un vide s'y formait qui maintient la boîte au sol. Donc, en somme, la boîte voit toujours une force flottante.

Carl Witthoft
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1
"joint parfait à la table." Comme dans le cas d'une ventouse
joojaa
@joojaa exactement ça
Carl Witthoft
1
@CarlWitthoft Je l'ai supprimé car je n'arrivais pas à faire comprendre aux autres - je l'ai maintenant supprimé. Vous avez mieux fait le point avec la force de flottabilité.
Solar Mike
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"Tant que la densité de la boîte est inférieure à celle du fluide environnant, elle subira une force flottante." Cela ne devrait être vrai que si tous les côtés subissent réellement une force hydrostatique. Pour autant que je sache, la question est: "Que se passe-t-il si vous ne permettez pas de liquide là-bas". Cela ne semble pas aborder ce cas spécifique, ou du moins pas de manière convaincante au-delà de simplement affirmer que cela fonctionnerait de cette façon.
JMac
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Cette question est un cas théorique / académique.

Un corps dans l'eau subira deux forces:

  1. Pression agissant sur toutes les surfaces en contact avec l'eau
  2. Gravité agissant sur la masse du corps

L'articel sur la flottabilité sur Wikipedia explique très bien comment les équations suivantes sont configurées. Cet article donne également la définition de la flottabilité comme:

En physique, la flottabilité ou la poussée ascendante est une force ascendante exercée par un fluide qui s'oppose au poids d'un objet immergé.

(Le lecteur doit décider si un corps au sol est toujours immergé.)

FBσA

FB=σdA

Pour un corps immergé on peut utiliser le théorème de Gauss . Cela signifie que l'on peut remplacer l'intégrale de zone par une intégrale de volume. Cependant, dans ce cas de bord, l'aéra-intégrale du corps n'est pas "fermée". Comme la boîte repose sur le sol, il n'y a pas d'eau (pression) au bas de la boîte (voir également l'explication sur Physics.SE 1 , 2 ).

Cela signifie que pour le cas du bord, que le corps est en contact avec le sol, il n'est pas possible d'utiliser l'équation basée sur l'intégrale de volume:

FB=ρVdisplacedg

La seule façon de calculer la force de flottabilité est d'intégrer les vecteurs de pression à la surface du corps.
Cela signifie que pour un sol plat parfait et une boîte parfaite, l'aera-intégrale devient:

FB=pattopofcanAtop

La force nette (flottabilité et force gravitationnelle) est:

Fnet=pattopofcanAtopmcang

FB

Un effet très similaire est thermique . Lorsque la lumière du soleil fait la guerre à l'air au sol, sa densité diminue, car avec votre objet sous l'eau, vous n'avez aucune force ascendante (pression) car il n'y a rien sous la bulle d'air de guerre avec une densité plus élevée. Vous avez besoin d'une perturbation si ce système stable, qui apporte du liquide de densité plus élevée sous la zone de faible densité afin d'obtenir la flottabilité. La figure ci- dessous illustre ces étapes. photo de thermiques

rul30
la source
En désaccord - la seule chose qui maintient la boîte au sol («fier» en termes navals) est la force du vide. Tant que la densité de la boîte est inférieure à celle du fluide environnant, elle subira une force de flottabilité.
Carl Witthoft
@CarlWitthoft veuillez noter que la question est pour le cas de bord très théorique qu'il n'y a pas d'eau sous la boîte.
rul30
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@ rul30 vos arguments n'ont aucun sens! La différence nette entre la force gravitationnelle vers le bas et la pression hydrostatique résultante est la "flottabilité". Lorsque l'objet est à la surface en train de bouger joyeusement, il n'y a pas de flottabilité. Si l'objet est forcé au-dessus de la surface, la gravité gagne, s'il est forcé en dessous, la flottabilité gagne jusqu'à ce que les deux forces soient égales. Toute suggestion que l'objet flottant collé au fond de l'étang n'éprouve aucune flottabilité est absurde! - Donald Gibson 31 janvier à 2:26
Donald Gibson
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Je suis un peu préoccupé par le fait que cette réponse semble toujours recevoir des votes négatifs, même si c'est la seule qui semble répondre directement au point soulevé.
JMac
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@CarlWitthoft Qu'est-ce que la "force du vide"? La force que vous obtenez lorsqu'un vide est appliqué à quelque chose est qu'il n'y a pas de pression à cet endroit; et la pression partout ailleurs. Le vide lui-même n'est pas d'où provient la force. La raison pour laquelle il ne flotte pas est que vous vous débarrassez de la pression hydrostatique ci-dessous; provoquant une modification de l'équilibre de pression; qui fait maintenant face vers le bas au lieu de vers le haut que vous obtiendrez habituellement avec une surface fermée sous pression hydrostatique.
JMac