La densité moyenne d'un bateau est faible par rapport à la densité moyenne de l'eau. Stockbyte/Getty Images La définition standard du flottement a été enregistrée pour la première fois par Archimède et ressemble à ceci :un objet dans un fluide subit une force ascendante égale au poids du fluide déplacé par l'objet. Donc si un bateau pèse 1, 000 livres (ou kilogrammes), il s'enfoncera dans l'eau jusqu'à ce qu'il ait déplacé 1, 000 livres (ou kilogrammes) d'eau. A condition que le bateau déplace 1, 000 livres d'eau avant que le tout ne soit submergé, le bateau flotte.
Il n'est pas très difficile de façonner un bateau de telle sorte que le poids du bateau ait été déplacé avant que le bateau ne soit complètement sous l'eau. La raison pour laquelle c'est si facile est qu'une bonne partie de l'intérieur de n'importe quel bateau est de l'air (contrairement à un cube d'acier, qui est entièrement en acier). La densité moyenne d'un bateau -- la combinaison de l'acier et de l'air -- est très légère par rapport à la densité moyenne de l'eau . Ainsi, une très petite partie du bateau doit s'immerger dans l'eau avant d'avoir déplacé le poids du bateau.
La prochaine question à poser concerne flottant lui-même. Comment les molécules d'eau savent-elles quand 1, 000 livres d'entre eux ont été écartés ? Il s'avère que l'acte réel de flotter a à voir avec pression plutôt que le poids. Si vous prenez une colonne d'eau de 1 pouce carré et 1 pied de haut, il pèse environ 0,44 livre selon la température de l'eau (si vous prenez une colonne d'eau de 1 cm carré sur 1 mètre de haut, il pèse environ 100 grammes). Cela signifie qu'une colonne d'eau de 1 pied de haut exerce 0,44 livre par pouce carré (psi). De la même manière, une colonne d'eau de 1 mètre de haut exerce 9, 800 pascals (Pa).
Si vous deviez immerger une boîte avec un manomètre attaché (comme indiqué sur cette image) dans l'eau, alors le manomètre mesurerait la pression de l'eau à la profondeur immergée :
Si vous deviez immerger la boîte 1 pied dans l'eau, la jauge indiquerait 0,44 psi (si vous l'immergez à 1 mètre, il lirait 9, 800 Pa). Cela signifie que le fond de la boîte a un force ascendante lui étant appliqué par cette pression. Donc, si la boîte mesure 1 pied carré et qu'elle est submergée de 1 pied, le fond de la boîte est poussé vers le haut par une pression d'eau de (12 pouces * 12 pouces * 0,44 psi) 62 livres (si la boîte mesure 1 mètre carré et est immergée à 1 mètre de profondeur, la force ascendante est de 9, 800 newtons). Cela équivaut exactement au poids du pied cube ou du mètre cube d'eau qui est déplacé !
C'est cette pression d'eau ascendante poussant sur le fond du bateau qui fait flotter le bateau. Chaque pouce carré (ou centimètre carré) du bateau qui est sous l'eau a une pression d'eau qui le pousse vers le haut, et cette pression combinée fait flotter le bateau.
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