Physique-Chimie Terminale Spécialité

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Préparation aux épreuves du Bac
1. Constitution et transformations de la matière
Ch. 1
Modélisation des transformations acide-base
Ch. 2
Analyse physique d'un système chimique
Ch. 3
Méthode de suivi d'un titrage
Ch. 4
Évolution temporelle d'une transformation chimique
Ch. 5
Évolution temporelle d'une transformation nucléaire
BAC
Thème 1
Ch. 6
Évolution spontanée d'un système chimique
Ch. 7
Équilibres acide-base
Ch. 8
Transformations chimiques forcées
Ch. 9
Structure et optimisation en chimie organique
Ch. 10
Stratégies de synthèse
BAC
Thème 1 bis
2. Mouvement et interactions
Ch. 11
Description d'un mouvement
Ch. 12
Mouvement dans un champ uniforme
Ch. 13
Mouvement dans un champ de gravitation
Ch. 14
Modélisation de l'écoulement d'un fluide
BAC
Thème 2
3. Conversions et transferts d'énergie
Ch. 15
Étude d’un système thermodynamique
Ch. 16
Bilans d'énergie thermique
BAC
Thème 3
4. Ondes et signaux
Ch. 17
Propagation des ondes
Ch. 18
Interférences et diffraction
Ch. 19
Lunette astronomique
Ch. 20
Effet photoélectrique et enjeux énergétiques
Ch. 21
Évolutions temporelles dans un circuit capacitif
BAC
Thème 4
Annexes
Ch. 22
Méthode
Chapitre 14
Activité 2 - Activité expérimentale
60 min

Archimède dans la cuisine

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Objectif : Tester expérimentalement l'expression de la poussée d'Archimède.
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Problématique de l'activité
La poussée d'Archimède permet de mesurer des volumes de manière très précise. Elle peut être d'un recours utile pour mesurer une masse volumique, avec le matériel présent dans une cuisine.

Comment mesurer précisément une masse volumique ?
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Doc. 1
Principe de la balance hydrostatique


Pour mesurer une masse volumique, il faut d'abord créer une balance hydrostatique. Pour cela, il est nécessaire de suspendre l'objet dont on veut mesurer la masse volumique dans un contenant (par exemple un saladier) : tous les moyens sont bons (passoire, bout de sac plastique, papier, etc.). Attention, le système d'attache ne doit pas toucher le fond ou les côtés.
Puis, peser l'objet seul, bien sec. On notera cette masse mesurée. Réaliser ensuite une pesée du saladier rempli d'eau, notée . Enfin, une dernière pesée avec l'objet suspendu dans l'eau, notée .
La masse volumique de l'objet vaut alors :

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Doc. 2
Matériel nécessaire

  • Balance de cuisine
  • Saladier ou bouteille plastique découpée
  • Ficelle
  • Deux œufs de dates de péremption différentes
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Doc. 3
Poussée d'Archimède

Pour un objet de volume immergé dans un fluide au repos, la résultante des forces de pression est :

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Doc. 4
Incertitude due à la résolution


Si la résolution d'une balance numérique est , la valeur mesurée de la masse possède une incertitude correspondant à :


Toutefois, pour une balance de cuisine de qualité moindre, on considérera une incertitude supérieure, de l'ordre de g.
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Doc. 5
Photographie du montage


Photographie du montage
Le zoom est accessible dans la version Premium.
Crédits : lelivrescolaire.fr
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Questions
REA : Mettre en œuvre un protocole
REA : Effectuer des mesures avec des capteurs
VAL : Évaluer les incertitudes
Compétence(s)
1. Effectuer un bilan des forces et représenter les forces exercées sur l'œuf suspendu puis sur le saladier rempli d'eau avec et sans œuf.
Dessinez ici


2. Démontrer la formule du doc. 1 en utilisant la première loi de Newton.

3. Calculer la masse volumique de deux œufs et préciser quel œuf est le plus dense.

4. Évaluer l'incertitude puis calculer l'incertitude sur la mesure de la masse volumique ρ à l'aide de la relation :


5. Calculer la valeur de la poussée d'Archimède pour les deux mesures précédentes.
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Synthèse de l'activité
Rédiger le protocole de mesure d'une masse volumique à l'aide d'une balance hydrostatique.

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