J'ai une poussée quand je pense à Archimède !steemCreated with Sketch.

in francostem •  9 months ago 

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Archimède, le roi de la poussée !

Il y a quelques années, j'ai appris à mes enfants ce que des parents bien pensants doivent leur transmettre : les couleurs, les chiffres, l'alphabet, faire du vélo, nager,.... et plein d'autres choses.
Et parmi ces autres choses : le fameux théorème d'Archimède.
Celui qui énonce que "Tout corps plongé dans un fluide (liquide ou gaz), reçoit de la part de celui-ci une poussée verticale dirigée du bas vers le haut et égale au poids de la colonne déplacée".
Oui, je sais, ce n'est pas fréquent que des parents enseignent cela à leur progéniture. Mais, à l'inverse, je dirai : Pourquoi pas ?

Il me semble que j'ai toujours connu ce théorème dans lequel je trouve une certaine beauté et une grandeur de pensée !

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Des génies qui ont changé le monde !

Archimède est l'un de ces génies mondialement connus comme peuvent l'être Isaac Newton, Léonard de Vinci, Albert Einstein, Nikola Tesla ou Stephen Hawking !

De façon assez étrange, on ne sait pas grand chose sur Archimède.

Qui était Archimède ?

Archimède de Syracuse (Fils de l'astronome Phidias), appelé ainsi car il est né à Syracuse vers 287 av. J.-C. et mort en cette même ville en 212 av. J.-C, est un mathématicien, physicien et ingénieur grec de l’Antiquité.
Il est généralement considéré comme le plus grand mathématicien de l'Antiquité et l'un des plus grands savants de tous les temps, et peut-être même le plus grand. Archimède fit les premiers travaux de géométrie infinitésimale, perfectionna le système numéral grec et obtint une impressionnante approximation de Pi qui préfigure le calcul intégral de Newton et Leibniz, près de 2.000 ans avant son invention effective.
Il est aussi considéré comme le père fondateur de l'hydrostatique, de la mécanique statique et de biens d'autres choses.
On imagine sans peine qu'un tel génie, né à notre époque, nous aurait entraîné vers d'incroyables découvertes...

Mais la postérité retient surtout de lui sa fameuse "Poussée" :

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Tout corps plongé dans un fluide ....

Comment cette poussée a-t-elle été trouvée ?

Le roi Hiéron II (roi de Syracuse 269-215) avait un problème. Il avait commandé une couronne à un orfèvre et il voulait s'assurer que celle-ci soit fabriquée uniquement en or pur et ne contienne aucune trace d'argent. Naturellement, il confia la résolution de ce problème à ... Archimède.
Ce dernier, après mûre réflexion, comprit que la clef de l'énigme était dans la comparaison de densité, la densité des 2 métaux étant différente.
Pour rappel : la densité de l'or pur est de 19,32 grammes par centimètre cube contre 10,50 pour l'argent.

L'or étant plus dense que l'argent, si la couronne était composée de cet alliage (donc en toc), elle occuperait un volume plus grand que si elle n'était composée que d'or. Vous suivez toujours ?

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Ca se complique un peu...

Rien n'étant simple dans la vie, il fallait que notre ami Archimède résolve un autre problème : comment comparer des volumes d'objets de formes différentes ... une couronne étant rarement un cube 😉.

Fatigué de cogiter, notre savant décida de prendre un bain.... C'est en voyant sa baignoire déborder et en sentant ses jambes flotter, au moment où il y entrait, qu'il lança le célèbre "Eurêka" (qui signifie "J'ai trouvé").

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Pour résoudre le problème de la constitution de la couronne, il lui suffit alors de remplir à ras bord un récipient plein d'eau, d'y plonger un morceau d'or de référence et de même poids que la couronne. Cela aboutit à faire déborder un certain volume d'eau.
L'étape suivante consista à retirer le morceau d'or témoin et à le remplacer par la couronne. Si la couronne est bien totalement en or, alors l'eau ne débordera pas. Par contre, si sa densité est plus faible, son volume sera plus important pour la même masse, et ... de l'eau supplémentaire débordera.
Et ce fut le cas ! L'escroquerie de l'orfèvre fut démasquée.... mais je ne sais pas ce qu'il est advenu.

Quelles sont les utilités pratiques de ce théorème ?

Vous vous doutez bien que cela n'a pas servi qu'à démontrer l'arnaque de la couronne du roi Hiéron II.

La poussée d'Archimède qui désigne la force particulière que subit un corps plongé dans un liquide soumis à un champ de gravité (force provenant de l'accroissement de pression du fluide en fonction de la profondeur) est utilisée pour :

👉 : Définir la flottabilité d'un corps.
👉 : Expliquer pourquoi les montgolfières parviennent à s'élever dans le ciel.
👉 : Gérer l'architecture des navires (tout comme pour les barges ou plateformes marines,...) et leur stabilité.
👉 : Contrôler les évolutions des sous-marins via l'utilisation des ballasts.
👉...

Et les poissons ?

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Les poissons sont des adeptes d'Archimède...😁

Le secret est dans leur vessie natatoire qui peut être remplie, ou vidée, de gaz ou d'air jouant sur la masse volumique du poisson. Selon le cas, ils peuvent soit monter, soit descendre. La nature est décidément bien faite....

N'hésitez pas à corriger, amender ou compléter le présent article et ce, au plus grand profit de tous ! 🤓

Pour en savoir plus :

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@jclomo

Vraiment très intéressant cette histoire, je ne la connaissais pas! Merci pour ce partage fort instructif! ;)

Archimède était un type passionnant et probablement l’un des plus grands savants...

Une bien belle manière de nous remémorer les fondamentaux de ce principe ! Upvoté à 100% !

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