Densité est une mesure de la quantité de masse par unité de volume d'une substance. Elle est exprimée en kilogrammes par mètre cube (kg/m^3) dans le Système international d'unités (SI). La densité d'un objet est une propriété intrinsèque qui ne change que si sa masse ou son volume change.
Flottabilité est la force ascendante exercée par un fluide qui s’oppose au poids d’un objet partiellement ou totalement immergé. Il est égal au poids du fluide déplacé par l'objet. La flottabilité résulte de la différence de pression entre le haut et le bas de l'objet immergé en raison de la pression hydrostatique du fluide.
La relation entre la densité et la flottabilité peut être comprise à l'aide du principe d'Archimède :
Le principe d'Archimède stipule que la force de poussée exercée sur un objet est égale au poids du fluide déplacé par l'objet.
En d’autres termes, un objet flottera si sa densité moyenne est inférieure à la densité du fluide, et il coulera si sa densité moyenne est supérieure à la densité du fluide.
Le tableau suivant montre quelques exemples d'objets et leurs densités :
| Objet | Densité (kg/m^3) |
|---|---|
| Aérien | 1.29 |
| Eau | 1000 |
| Glace | 917 |
| Aluminium | 2700 |
| Fer | 7874 |
| Plomb | 11340 |
Comme nous pouvons le voir sur le tableau, les objets d'une densité inférieure à 1 000 kg/m^3 flotteront dans l'eau, tandis que les objets d'une densité supérieure à 1 000 kg/m^3 couleront dans l'eau.
La flottabilité est un concept important dans de nombreux domaines, tels que la conception des navires, l'exploitation des sous-marins et la montgolfière. Il est également utilisé pour mesurer la densité d’objets à l’aide d’un appareil appelé hydromètre.