problème : le porte avion dan la baignoire

A mon avis, oui.
Avec un système un peu équivalent ( fin filet d'eau continu en dessous) tu fais " flotter " des cailloux, alors...

Pour rappel : la prise de substances illicites en France est sévèrement puni par la loi.
L'alcool doit être consommé avec modération.
Donc un porte avion ne rentre pas dans une baignoire.....

Ça marche à condition qu'il reste dans la baignoire assez d'eau pour que la poussée d’Archimède s'exerce à savoir au moins 30 000 tonnes d'eau (la masse du porte avion) ce qui fait un volume mini de 30 000 m3 entre la baignoire et la coque.On pourrait en toute rigueur imaginer une distance quasi nulle entre la coque et les parois verticales s'il reste au fond du bassin les 30 000 m3

Le plus difficile, ce sera de ressortir le porte avion de la baignoire.

Ben oui, tu tiens le porte avion et tu enlèves la baignoire!

Pas d'accord: la pression hydrostatique dépends de la masse de la colonne d'eau au dessus de l'objet (et de la pression atmosphérique qui est le poids de la colonne d'air). C'est elle qui donne un bar de plus tous les dix mètres de profondeur.
La poussée d’Archimède est identique quelque soit la profondeur alors que la pression est variable.
Un sous marin joue sur sa densité pour couler ou remonter mais si sa densité est maintenue constante il garde son attitude à toutes les profondeurs, la poussée d'Archimède dépend uniquement de sa masse volumique.

Pour visualiser ce qui se passerai, prends le problème à l’envers: le porte avion est au fond de la baignoire, combien faut t'il rajouter d'eau pour qu'il flotte?
Tant qu'il ne pourra pas déplacer son poids d'eau il ne décollera pas du fond.

A supposer que la glace fonde de manière optimum je ne la vois pas flotter avant que 500g de glace ne reste dans 500g d'eau.
Sors ton litre gelé de sa casserole et pose le dans 800g d'eau dans une casserole de 2 litres et on en reparle;

La masse d'eau au-dessus de l'objet? On parle d'un bateau , il n'y a pas d'eau au-dessus.

Pour te rendre compte, fais l'expérience simple que je décris : un verre dans un verre à peine plus grand. Tu lestes un peu le verre intérieur. Tu verras qu'il flotte dans peu d'eau. Et si les verres ont des tailles très proches, le plus petit flottera dans très peu d'eau.

Fais des recherches sur la pression hydrostatique. C'est un concept qui n'est pas nécessairement intuitif.

Pense aussi aux exemples donnés ici: bassin de radoub, écluses, funiculaire à bateaux...

l'article wikipedia est pas mal sur le sujet:fr.wikipedia.org[...]C3%A8de

Oui
C'est aussi contre-intuitif que l'expérience du crève-tonneau de Pascal
fr.wikipedia.org[...]_Pascal
et s'appuie sur le même principe physique...
L'eau ne 'sait pas' si la profondeur sous la quille est de quelques cm ou des milliers de m (Idem pour la composante plus ou moins horizontale sur les côtés... ) Seule compte la hauteur entre la surface libre et la quille du navire, qui détermine la pression hydrostatique, comme bien dit par Micmarin...
Mais il faut que le navire soit parfaitement immobile, sinon il se produira du 'squat' (enfoncement supplémentaire du navire) redouté par les capitaines dans les chenaux peu profonds...
fr.wikipedia.org[...]navire)

Le hic c'est qu'un porte avions c'est plutôt 300 000 tonnes !
Autrement un bateau qui remplit le maximum d'une écluse occasionne une moindre consommation d'eau à l'éclusage.

Au final : oui c'est possible, même avec un seul litre d'eau. ( tu peux descendre a une seule pinte, si tu as bien chiadé ta baignoire... )

:litjournal:

"La fin des hostilités fit remettre le projet au frigidaire"
:acheval:

Ce que vous ne voulez pas comprendre c'est que le crève tonneau de Pascal ne marche que si le tonneau est fermé.
Si le tonneau est ouvert comme une baignoire je peux verser de l'eau depuis une hauteur de 5 kilomètre la baignoire va déborder mais la pression ne montera pas d'un iota ( a part dans le tuyau).
Sinon pourquoi on s’ennuierait à faire des conduites forcées pour utiliser l’énergie potentielle en montagne il suffirait de laisser le torrent a l'air libre, non?
Si la baignoire reste ouverte, à partir du moment ou le volume d'eau autour du porte avion deviens inférieur à sa masse il chassera l'eau en s'enfonçant;

La seule façon d’empêcher cela est de mettre un joint étanche (solide)autour de la flottaison pour empêcher l'eau de s’échapper auquel cas la baignoire deviens un vérin hydraulique et ça marche avec peu d'eau mais ce n'est plus l’énoncé de départ.
Dans ce cas l'effort exercé par le porte avion se transformera en pression et sera équilibré par un effort sur le joint suivant la formule P=FxS et tu as intérêt à avoir un joint solide et de surface la plus faible possible!!!

Pierre Arnaud,

tu es d'accord que si un objet flotte, en tout point de "la carène" de l'objet, la pression dépendra uniquement de la hauteur d'eau.

Que mon objet flotte dans la mer, un seau, ou une piscine, si le fluide à la même densité la pression en un point donné de la carène de l'objet sera invariable.

Et leur tirant d'eau est aussi a quelques centimètres du fond ou il reste un volume mort supérieur au tonnage au fond de l’écluse?

Oui.
Comme on rentre très lentement, ça passe inaperçu.

Après avoir fait les calculs, le bateau de 300 tonnes flotte avec seulement 57 tonnes ou m3 d'eau dans la .... baignoire.

Tu as tous les éléments de calcul pour t'activer sur la calculette.

Il faudra surtout expliquer à Léonard de Vinci, inventeur de l'écluse à sas, qu'il s'est royalement planté et que ça ne marchera jamais ! :)

Si toutes les vannes sont bien fermées, non !!! :)

Pourquoi voudrais-tu qu'il coule s'il est arrivé jusque là sans encombres ?

Bah si elle n'est pas assez profonde et qu'il se pose, ça veut dire que la colonne d'eau est insuffisante.

Dans l'exemple réel que j'ai donné, pour que le bateau flotte avec 300 tonnes (250 de charge plus 50 de masse), il faut une colonne d'eau de 1.80m.
Si tu le charges au maximum à 410 tonnes (360 de charge plus 50 de masse), il te faudra une colonne d'eau de 2.50m minimum.
Si tu n'as pas cette hauteur d'eau disponible dans l'écluse, il se posera.

Heu ???

Ben oui, mais cela n’est pas seulement dû à archimede mais aussi et surtout à l’ecluse Qui maintien les 57 m3 restant.

On pourrai même avoir moins en ne gardant que quelque millimètre ou fond

dans l'exemple du tonneau,
tu vois bien que quelque litres d'eau (volume du tuyau), dans un volume ouvert (le tuyau est ouvert), permettent de mettre sous pression l'ensemble du tonneau quelque soit son volume.

Dans l'exemple piscine porte avion - la pression de l'eau a hauteur du fond de coque du porte avion sera la même quelque soit les volumes en jeu du contenant (la mer, la piscine, un bassin, ...)

On fait flotter le bateau dans le tuyau en d'autre terme.

Oui je suis d'accord, c'est même la résultante de l'ensemble de ces pressions qui génère la poussée d’Archimède.Laquelle est au final indépendante de la forme et ne dépend que du volume.

La manœuvre doit être rendue très complexe par le volume d eau à chasser lors de l entrée du bateau
Tu as pratiqué Yves ?

Donc 57 m3 d'eau génèrent une poussée d’Archimède de 300 tonne, va falloir expliquer ça très vite aux ingés qui font des foils!!!

dans l'pastis y flotte :pouce:

mauvaise réponse!
Si j'augmente sa masse (en le chargeant par exemple) dans une écluse selon ton explication il ne touchera jamais le fond; Est ce le cas?

Mais pourquoi diable s’enfoncerait t'il ce bateau puisque la pression hydrostatique n'a pas changé?

"Si la baignoire reste ouverte"
-> mais ... elle est fermée la baignoire, toute aussi fermée que la conduite d'eau forcée (qui n'est pas fermée en haut, c'est un captage tout con à l'air libre)
-> La baignoire, à l'identique, n'est ouverte qu'en haut ! S'il y a un trou plus bas, l'eau s'échappe par là, exactement comme la conduite forcée.

-> à noter que de l'eau qui s'écoule a une pression aussi... Une pression dynamique plus faible que la normale, et une sorte de pression inertielle très, vraiment très amusante :D (voir coup de bélier)

La question est amusante effectivement.
Intuitivement, la réponse est évidement oui (archimède, le fait que l'eau n'en a rien à carrer qu'il y ait beaucoup d'eau à coté ou non, etc.)
La démonstration est plus compliquée :D

A noter que savoir si le bateau flotte revient au même que de savoir si le bateau peut pousser l'eau vers le haut (et hors de la baignoire)

La notion de pression hydrostatique (évoquée par micmarin) me semble aller dans le bon sens, mais il y a un truc qui me gène, c'est la surface.
(on va dire que le bateau a un tirant d'eau de 10m)
-> si je mets une colonne d'eau de 10m qui appuie sous un petit cercle sous le bateau, intuitivement, ca ne va pas le faire monter, parce que ca ne pousse pas assez.
-> si je mets une deuxième colonne d'eau à coté, ca va pousser deux fois plus
-> si je ne mets pas une deuxième colonne, mais juste je double la surface de contact de la première colonne d'eau, ca pousse 2 fois plus aussi.
-> ... Là, j'en arrive à la conclusion qu'il y a une histoire de surface.

Problème ! Ce n'est pas parce que le bateau a une grande surface qu'il flotte beaucoup. (genre, il aurait plein de replis comme un cerveau, il flotterait plus)

(bon, et en écrivant, j'ai trouvé tout seul)
-> si je mets ma colonne d'eau de 10m, et je la mets non pas en dessous, mais sur un bordé vertical : ben, ca pousse, mais pas vers le haut. Ca pousse sur le coté, c'est pas utile pour flotter.

-> ahah ! Et donc, cas général sur une surface penchée : c'est la pression de l'eau sur la projection de la surface sur un plan horizontal. (en gros, la pression de l'eau sur la surface de l'ombre du bateau - soleil au zenith)
...mais ca semble encore un peu con.

-> le truc, c'est que c'est seulement les points à 10m de profondeur qui ont une pression de 10m, le point à 8m, il a une pression de 8m... Et là ca colle : si on découpe le bateau en plein de petite frites verticales (en répartissant les masses du bateau de façon homogène), et que sous chaque fritte, on y mets exactement la pression hydrostatique correspondant à sa profondeur, chaque fritte flotte indépendamment.
Et effectivement, ca se tient : il faut bien une pression de 10m d'eau pour soulever une colonne d'un poids équivalent à 10m d'eau, on retombe bien sur Archimède appliqué à une seule fritte.

Maintenant, on arrive à un cas encore plus rigolo que la baignoire :
Effectivement, mettre un fin fillet d'eau (statique) le long de la baignoire génère les 10m d'eau de pression, mais en fait, ce n'est pas nécessaire.

-> au lieu d'un porte avion avec de jolies formes, on prends un énorme rectangle (un truc avec uniquement des bordés verticaux surtout)
Sous le bateau, on met une fine flaque d'eau, retenue par un petit joint en sika tout con. (on va supposer que le sika peut retenir 1bar de pression, ce qui n'est pas beaucoup en fait)
-> et hop, magie, on a un énorme bateau qui repose sur une flaque et un petit cordon de sika.
-> et ca continue de fonctionner si on ne mets de l'eau que sur la moitié de la surface, mais il faudra que le joint de sika retienne une pression de 2bars.

Pour revenir à la baignoire, on a donc bien le fait que le mince fillet d'eau qui cours sur 10m de profondeur génère bien exactement le même effet qu'un petit joint pour retenir le 1 bar de pression, et que les bordés verticaux ne comptent pour rien dans la flottaison. (tant qu'ils retiennent l'eau à l’extérieur quand même)

Un bateau flotte parce que la poussée d’Archimède (soit la résultante des gradients de pression hydrostatique) est supérieure a la son poids.On a démontré que cette poussée était indépendante des formes de l'objet mais linéaire du volume.En clair le volume d'eau déplacé doit être égal ou supérieur en masse a la masse du navire pour qu'il flotte. S'il y a moins d'eau dans la piscine qu'il n'en fautr pour soulever le bateau il ne flotte pas. 800 kg de flotte ne peut pas exercer 1000 kg de poussée d’Archimède, la physique est têtue (je reste en kilo mais normalement ce sont des Newton)

Pierre-Arnaud, tu énonce toi-même la solution en parlant du volume "déplacé".
En parlant de volume déplacé, on parle bien d'un volume qui, au lieu "d'être" en eau, est en "bateau". Qu'importe la quantité de flotte autour de ce volume déplacé.

Bonjours Ahunuivoile
On est demain et j'ai pas la réponse......
merci
WR

@ hi tu vois bien qu'il ne flotte pas parce qu'il est chargé ! :acheval: :acheval: :acheval: :-D ;-)

RE bonjour a tous

alors, je vois que certain ont cogité sec , j'espere néanmoins que vous avez tous passer une bonne nuit !

*bon alors voila

le poids du bateau n'a rien a faire a l'histoire il ferai 3000000 de tonnes ce serai pareil
alors , aussi étrange que cela puisse paraitre il est parfaitement possible de faire flotter ce porte avion dans la baignoire tant que de l'eau entoure completement le bateau, celui ci flotte .
la coque du bateau ne peut en effet savoir si elle est entourée d'une vaste étendu d'eau ou ou par une mince péllicule d'un ou 2 cms d'eau
, la pression de l'eau est la meme dans les 2 cas .
la pression hydrostatique du navire est indépendante de la quantité d'eau qui est sous le bateau ou sur les cotés .
ceci est souvent difficile a croire par ce qu il y a confusion entre la quantité d'eau déplacée, et la quantité d'eau nécéssaire a la flottaison.

voyons la chose ainsi
si le bateau pese 30 000 T , si la baignoire est remplie a ras bord de plusieurs mllions de litres d'eau et qu'on y fait descendre le bateau , le poids d'eau qui débordera sera evidemment de 30 000 T, mais il s'agit de l'eau qui déborde .
si la paroi de la baignoire épouse de pres la coque du navire , un simple péliculle de 1 ou 2 cms suffit a entourer completement le bateau .donc il flotte .

20/20 a micmarin , Totor , Pithéas 54, yann et quelques autres,

quant a ceux qui évoque la glace dans l'eau , (un iceberg dans la mer par exemple )
la glace qui flotte ne fait pas monter le niveau de l'eau lorsquelle fond , faite l'experience avec un verre et un glaçon

donc suite au réchaufemment climatique , seul la glace située sur un continent ( antartique par exemple ) fait monter le niveau des océans en fondant .

toute la glace dans le monde qui flotte ( artique par ex) meme si elle fond totalement ne fera pas monter d'un poil l'océan !

bonne journée

Donc la poussée d’Archimède ne dépend pas du volume.
Ou ce n'est pas la poussée d’Archimède qui fait flotter les bateaux.

Exact, la flottabilité ne dépend pas du volume d'eau qui entoure le bateau et Archimède a en effet ses limites. Son principe a été complété notemment par Pascal et la notion de pression hydrostatique. La colonne d'eau. C'est cette pression qui fait flotter les bateaux.

Il faut vraiment être inconscient de l'état de notre planète pour vouloir donner un bain à un porte-avion. Une douche, c'est beaucoup plus économique.
Et on ne risque pas de se faire jeter avec l'eau du bain.

Sauf que le poids du porte-avion va chasser la totalité de l'eau, donc en fait il ne flottera jamais, même pas sur 1 angström d'eau...

Peux tu essayer de considérer la piscine comme le tonneau et l espace entre le bateau et le bord de la piscine comme le tuyau

:mdr: Il n'y a pas que la physique qui est têtue, et pour ce qui est d'avoir toucher le fond... le même a du mal à remonter !

@pierre-arnaud, une expérience à faire chez soi...

1) 2 boites qui s'emboitent plutôt bien. Le porte-avion et la baignoire...
Dans la baignoire, à gauche, beaucoup moins d'eau et donc de masse que dans le porte-avion.

2) Et pourtant ça flotte ! On voit que les niveaux d'eau sont équivalents (à un chouïa près, masse du plastique, l'eau qui monte plus haut que le bord dans la baignoire...).

3) la preuve que ça flottait bien : sans eau, les 2 boites rentrent parfaitement l'une dans l'autre !

Pour te persuader que ce n'est pas la masse, mais la disposition qui importe ici : les tourelles de phare étaient posées sur un tout petit bain de mercure par rapport à la masse supportée :
detienne.net[...]uve.php

Bon courage pour comprendre et vivre une épiphanie ! (non religieuse...)

On sait donc maintenant qu'il était inutile de mettre du mercure, de l'eau suffit...
:-D :acheval:

@Pierre Arnaud
Hypothèse on est dans un fluide densité 1 - on considère que la poisition du CG ne crée pas de problème de stabilité. Je fais abstraction des unités SI pour simplifer. J'utilise m, T et bar.
1 bar = 10T/m2

soit un parralèlipède rectange de 10 x 20 x 5 de haut
surface 200 m2 volume 1000 m^3

Si cet objet pèse 200 T il flotte et s’enfonce de 1 m (densité 0,2)
Si cet objet pèse 400 T il flotte et s’enfonce de 2 m (densité 0,4)
Si cet objet pèse 800 T il flotte et s’enfonce de 4 m (densité 0,8)

Une pression de 0,1 bar appliquée sur 200 m2 génère une force de 200 T
Une pression de 0,2 bar appliquée sur 200 m2 génère une force de 400 T
Une pression de 0,4 bar appliquée sur 200 m2 génère une force de 800 T

Quelque soit la section de la colonne d’eau (Pascal) la pression a 1m est augmenté de 0,1 bar, de 0,2 bar à 2 m et de 0,4 bar à 4m.

Y a t’il une affirmation précédente qui te semble fausse ?

Si non on peut donc dire
que notre objet enfoncé d'1 m reçoit une force vertical de 200T
enfoncé de 2 m reçoit une force verticale de 400 T
enfoncé de 4 m reçoit une force verticale de 800 T

Qu’en conclus tu ?

merci scotland pour le lien
sachez également que le meme principe est mis en pratique a l'observatoire du mont palomar ou le telescope de 530 Tonnes a monture équatoriale, flotte dans un bassin sur une mince coussin d'huile .
cdlt

attention ce soir , une nouvelle énigme aquatique

(la masturbation intellectuelle est plus bénéfique que la passivité du meme ordre devant kho Lanta :mdr:)

Mais qui a inventé la baignoire ? :reflechi:
Et qui a inventé la bonde pour vider la baignoire ? :reflechi:
:litjournal: :reflechi: :coucou:

En fait la confusion vient du théorème d'Archimède de l'on présente souvent ainsi:
Tout corps plongé dans un fluide subit de la part de celui-ci une poussée verticale orientée du bas vers le haut, égale au poids du volume de fluide déplacé.

Et on imagine la jambe dans la baignoire, le bateau sur la mer... et ça marche.

On pourrait adapter le théorème ainsi:

Tout corps plongé dans un fluide subit de la part de celui-ci une poussée verticale orientée du bas vers le haut, égale au poids d’un volume de fluide équivalent au volume immergé de l’objet.

Ou plus simplement, (mais plus compliqué à visualiser) , il faut réfléchir en termes de pression, ici de l’eau de la baignoire sur les parois du porte avion. Et alors la seule chose qui importe est le niveau autour du porte avions.

Le post de cezembres ci-dessus est très clair.

@ Micmarin

quant Archimède s'écria eurêka ce n'est pas en voyant flotter sa jambe !!! Mais son principe ..... :lavache: :-p :-D

N'as-tu pas fait le calcul suggéré ci-dessus ?

60 titres de mercure vont donc peser 810 Kg... qui vont faire flotter un truc de 10 tonnes...

allez suis bon prince
detienne.net[...]uve.php

Tu n'es pas bon joueur... Regarde la première photo, tu verras que le porte-avion est beaucoup plus lourd que l'eau qui est dans la baignoire, et pourtant il flotte !!!

Je tente une dernière explication ?

Quand ton bateau est au bord d'un quai, il flotte. Si tu mets un autre quai de l'autre côté, il flotte encore, idem si tu en mets un à la proue et à la poupe...
Ton bateau flotte, il se moque de la profondeur de l'eau... Tant qu'il y en a encore un peu (après, il ne flotte plus, d'accord...).
Mais le fond de ton port n'a pas être horizontal pour que ton bateau flotte, il y a des bosses, des creux...
Maintenant imagine que ces creux, ces bosses, ces 4 quais viennent à longer la coque de ton bateau , allez, à10 cm près. Ton bateau flotte encore... Idem pour 5 cm, pour 1 cm....

Et le cap hilarité se franchi à gorge déployée.

Oui, c'est sûrement comme ça que ça fini si on réduit l'écart entre la coque et la baignoire.
J'avais compris capillarité au dessus de la baignoire....

Pour rectifier mon erreur sur le tonnage d'un porte-avions: à pleine charge ,Charles de Gaulle : 42500 t,classe US Nimitz 88000 t ,et le dernier classe US Gérald Ford 112 000t c'est moins qu'un pétrolier !

Pas tout à fait...C'est surtout pas fait pour transporter du pétrole ( bien que...)

Les écluses du canal de Panama correspondent bien à la situation d'un porte-avion dans une baignoire.

Vos trucs là, ça me rappelle l'école et les problèmes de baignoire qui fuient et qu'on essaye de remplir.
A l'époque , j'aurais bien découpé mon prof en rondelles ! ! !
Et encore heureux que cette sacrée baignoire n'était pas dans un train qui doit en croiser un autre , mais on ne sait pas à quelle heure ! :-p

le vent réel c'est sur ,c'est le vent apparent ou ce n'est pas possible
sauf au moteur .
alain

il ya des ascenseurs à bateaux qui fonctionnent comme ça
qu'il y ait un navire dedans ou pas le poids est le même
donc une petite puissance suffit à les faire fonctionner
c'est comme une balance quand il y a un bac qui monte l'autre descend et ils sont tous les deux plein d'eau avec un bato ou pas
alain

ça c'est au zéro absolu dans l'azote liquide .
l'équipage à bord ils caillent
alain

La question est intéressante, mais il n'est pas dit dans l'exposé du problème si les ballasts du porte avion sont vides ou remplis .

Pour la masse du PA CDG, c'est environ 43 000 tonnes .

Mis à part ce détail, ou se trouve la baignoire ? Car si sa masse est identiques toutes choses égales par ailleurs, son poids peut varier.

Il n'est pas dit si la baignoire se trouve en eau douce ou saumâtre, ou salée. Le résultat ne sera pas identique selon si la baignoire se trouve en mer rouge ou au Salvbard.

Sourire................

Il est dit que: gardez a l'esprit qu'un objet flottant déplace une volume d'eau égala son poids et que 3000 T d'eau on un volume de plusieurs millions de litres .

3000 tonnes d'eau douce pure avec un PH de 0 est égal à 3 000 000 de litres de cette même eau. L'eau est-elle alcaline ou acide ?

Etc etc.......pas si simple

La même masse, c'est pas pareil.

Il n'y a pas que l'Espagne ascenseur à bateaux, il y a aussi les ascenseurs à humains.
Le contre poids équilibre le Disc de la cabine. Le moteur n'a donc à soulever que le poids des passagers.

Sinon, pour le crève tonneau de Pascal avec le tonneau ouvert, cela ne fonctionne pas car la pression atmosphérique dans et hors du tube est identique. I, y a équilibrage des niveaux. C'est un niveau similaire à ceux des maçons qui utilisent un tuyau transparent.

À contrario, le tube de Torricelli à un équilibre avec environ 760 mm de mercure, le vide étant au dessus. Les 760 mm de mercure donnant une pression identique à celle de l'atmosphère (conditions normale)..

Autre problème: supposons un cercle autour de la terre à l'équateur, si on rajoute 3 mètres et des poussières à ce cercle, de combien s'écartera-il au dessus du niveau du sol?

Une autre façon d'aborder le problème. un bateau quel qu'il soit à le même niveau à la flottaison quelque soit la taille du plan d'eau. si ce plan d'eau est très petit (la baignoire) il flottera aussi. Donc le problème est de trouver la baignoire qui ira bien. Ce n'est pas moi qui vais l'offrir.

Une autre façon d'aborder le problème. un bateau quel qu'il soit à le même niveau à la flottaison quelque soit la taille du plan d'eau. si ce plan d'eau est très petit (la baignoire) il flottera aussi. Donc le problème est de trouver la baignoire qui ira bien. Ce n'est pas moi qui vais l'offrir.