Bonjour,
1) Quand on n'exerce pas de pression sur la bouteille, le ludion flotte.
Donc les actions mécaniques qui s'exercent sur lui se compensent.
Quelles sont ces actions (forces) ?
. son poids P
. la poussée d'Archimède qui dépend de son volume
Donc quand on presse la bouteille, la pression augmente et le volume du ludion diminue. Et donc la poussée d'Archimède diminue : L'équilibre est rompu et le ludion coule.
2) L'intensité du poids vaut : P = m x g = 18 x 9,81 ≈ 177 N
L'intensité de la poussée d'Archimède vaut (poids du volume d'eau déplacé) :
Pa = (V₁ + Va₁) x ρ(eau) x g
avec V₁ = 10 mL et Va₁ = 20 mL, soit V₁ + Va₁ = 30 mL = 0,030 L
et ρ(eau) = 1000 kg.L⁻¹
soit Pa = 0,030 x 1000 x 9,81 ≈ 294 N
On constate donc : Pa > P
Donc le ludion flotte.
3) Maintenant, on a Va₂ = 1/3 x Va₁ = 20/3 ≈ 6,7 mL
donc V₁ + Va₂ = 10 + 6,7 = 16,7 mL = 0,0167 L
Donc Pa = 0,0167 x 1000 x 9,81 = 163,5 N
Cette fois Pa < P donc le ludion coule.
