Les objets flottent ou coulent dans l'eau en fonction de leur densité par rapport à celle de l'eau : un objet plus dense que l'eau coulera, tandis qu'un objet moins dense flottera.
L'eau pousse chaque objet vers le haut avec une force qu'on appelle la poussée d'Archimède. Cette poussée est égale au poids du volume d'eau déplacé par l'objet. Donc, plus l'objet déplace d'eau, plus cette force est grande. Si la poussée est plus grande que le poids de l'objet, il flotte. Si c'est le contraire, il coule. C'est tout simple : un objet plus lourd que l'eau qu'il chasse, descend. Un objet plus léger, flotte. C'est pour ça qu'un bateau en métal peut flotter, mais une petite bille de plomb coule.
La densité est une mesure de combien de masse un objet a dans un certain volume. Un objet flotte s'il a une densité plus faible que l'eau. Par exemple, le bois flotte car il est moins dense que l'eau. Par contre, une clé en métal coule car elle est plus dense. La densité de l'eau est d'environ 1 gramme par centimètre cube. Quelque chose avec une densité inférieure à ça va flotter. Si c'est plus dense, ça coule. L'eau salée est plus dense que l'eau douce, donc des objets peuvent flotter plus facilement dans l'océan.
Quand un objet est immergé dans l'eau, il y a deux forces principales en jeu. Il y a la gravité qui attire l'objet vers le bas. Il y a aussi la poussée d'Archimède qui pousse l'objet vers le haut. Si le poids de l'objet est plus grand que la poussée d'Archimède, l'objet coule. Si c'est l'inverse, l'objet flotte. Lorsqu'elles sont égales, l'objet ne bouge pas, comme un sous-marin en plongée stationnaire. C'est ce qu'on appelle l'équilibre des forces.
La forme d'un objet joue un rôle clé dans le fait qu'il flotte ou coule. Par exemple, un morceau de métal compact coule. Mais le même métal sous forme d'une coque de bateau flotte. Ce qui se passe, c'est que la forme influence le comportement de l'eau autour de l'objet. Une coque creuse contient de l'air, ce qui réduit la densité moyenne. La distribution du volume et de la surface de contact avec l'eau importe beaucoup. Un objet avec une large base distribuera son poids plus efficacement, augmentant ainsi la flottabilité. Une forme plate et large crée plus de surface, permettant à la poussée d’Archimède d'agir fortement. Voilà pourquoi un raout plat flotte mieux qu'une boule compacte en bouée !
La température influence la flottabilité de plusieurs manières. Quand l'eau est chauffée, elle se dilate, ce qui signifie que le même volume d'eau pèse moins. Résultat, si l'objet flotte déjà, il flotte un peu plus haut dans l'eau chaude. L'eau froide, par contre, est plus dense. Donc, il faudra plus de force de poussée pour faire flotter un objet. En gros, un objet peut paraître plus ou moins lourd en fonction de la température de l'eau. Les matériaux aussi peuvent changer de densité avec la température. Par exemple, certains types de plastique deviennent plus denses quand ils refroidissent, ce qui peut les faire couler. C'est un véritable jeu de chaises musicales entre les molécules!
Saviez-vous que la forme de l'objet peut également jouer un rôle dans sa capacité à flotter ou à couler? par exemple, un bateau peut flotter grâce à sa coque qui disperse le poids sur une grande surface?
Saviez-vous que la plupart des objets flottent ou coulent en fonction de leur densité par rapport à celle du liquide dans lequel ils sont plongés?
Savez-vous que le principe de flottabilité a été découvert par Archimède dans son bain?
La flottabilité d'un objet peut être calculée en soustrayant le poids de l'eau déplacée (poussée d'Archimède) du poids de l'objet lui-même.
Flotter signifie que la poussée d'Archimède égale le poids de l'objet, tandis que l'équilibre hydrostatique est atteint lorsque la densité de l'objet est égale à celle du fluide, lui permettant de rester en suspension.
Certains objets, comme les navires en acier, flottent grâce à leur forme conçue pour déplacer un volume d'eau plus important que leur propre poids.
La densité est la masse d'un objet par unité de volume. Dans l'eau, un objet flotte s'il est moins dense que l'eau et coule s'il est plus dense.
Les objets avec une forme plus volumineuse mais moins massifs peuvent flotter même s'ils ont une densité plus élevée, grâce à une plus grande poussée d'Archimède.
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Question 1/5
