Un tube est composé de deux parties cylindriques de sections S = 16 cm² et s = 8 cm² raccordées par une partie plane (Figure 1). La partie inférieure de section S a une hauteur h ; elle est fermée par un disque plan de masse et d’épaisseur négligeables. Le tout est enfoncé verticalement dans de l’eau (ρ = 1,00 g·cm^-3). On place ensuite dans le tube, sur le disque, une masse de plomb m = 304 g puis on soulève verticalement le tube.

Figure 1 : Tube à double section - disque.

• À quelle profondeur x se trouvera le disque lorsqu’il se détachera du tube ?

x = cm

• Même question si au lieu des 304 g de plomb on introduit dans le tube 304 g d’eau ? Application numérique pour h = 5 cm.

x = cm

• La forme du tube a-t-elle une influence ?