3B Scientific Device for Archimedes' Principle - Manual (Page 6)

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3. Caractéristiques techniques
Volume du cylindre plein : env. 100 cm³
Masse du cylindre plein : env. 120 g
Volume du cylindre creux : env. 100 ml
Dimensions : env. 55 x 55 x 55 mm 3
Masse : env. 150 g
4. Manipulation
4.1 Confirmation du principe d'Archimède
Matériel supplémentaire requis :
1 dynamomètre 250 g / 2,5 N U40810
1 vase de trop-plein U8411310
1 coupe en verre de U14210
1 tige statif U8611160
1 tige statif, 750 mm U15003
1 noix de serrage avec crochet U13252
4.1.1 Expérience 1
• Montez la tige statif et suspendez le
dynamomètre au crochet.
• Insérez le cylindre plein dans le cylindre creux
pour démontrer que son volume est le même
que celui de l'espace dans le cylindre creux.
• Suspendez le cylindre plein au cylindre creux,
puis les deux au dynamomètre.
• Lisez et notez le poids.
• Remplissez la coupe avec de l'eau et placez-la
sous les cylindres.
• Abaissez le dynamomètre de manière à ce que
le cylindre plein plonge dans l'eau jusqu'au
premier repère.
• Lisez la nouvelle valeur sur le dynamomètre.
• Remplissez le cylindre creux avec de l'eau
jusqu'au premier repère.
Le dynamomètre reprend sa valeur d'origine.
• Au cours des étapes suivantes, plongez le
cylindre plein jusqu'au deuxième repère, puis
jusqu'au troisième et, enfin, complètement. À
chaque étape, versez la quantité d'eau
correspondante dans le cylindre creux.
Le principe d'Archimède est confirmé.
4.1.2 Expérience 2
• Montez la tige statif et suspendez le
dynamomètre au crochet.
• Suspendez le cylindre plein au cylindre creux,
puis les deux au dynamomètre.
• Lisez et notez le poids.
• Placez le vase de trop-plein par-dessous et
remplissez-le d'eau, jusqu'à ce que l'eau ne
déborde plus.
• Placez la coupe à côté du vase de trop-plein,
de sorte que l'eau en trop puisse être
récupérée.
• Abaissez le dynamomètre de manière à ce que
le cylindre plein plonge entièrement dans
l'eau. Récupérez dans la coupe l'eau qui
déborde.
• Lisez la nouvelle valeur sur le dynamomètre.
La différence entre les deux valeurs correspond à la
poussée verticale F
A
exercée sur le cylindre plein.
• Versez dans le cylindre creux l'eau qui a été
récupérée dans la coupe. Veillez à ne pas
laisser d'eau dans la coupe.
Le dynamomètre reprend sa valeur d'origine. Le
principe d'Archimède est confirmé.
4.2 Déterminer la densité d'un liquide inconnu
Matériel supplémentaire requis :
1 règle
• Avec la règle, mesurez le diamètre d et la
hauteur h du cylindre plein et calculez son
volume V (V = ¼
π d 2 h).
• Déterminez la poussée verticale F
A
(voir au
point 4.1.2) en remplaçant l'eau par le liquide
inconnu.
• Avec la formule 4, calculez la densité
ρ du
liquide inconnu.
Fig. 1 Montage de l'expérience