La flottabilité détermine si un objet va flotter ou couler. Il mesure la différence de densité d'un objet et le fluide ou le gaz qu'il déplace. La flottabilité mesure deux forces concurrentes. Une force est la pression vers le bas de l'objet sur le fluide. L'autre force est la pression ascendante du fluide sur l'objet.

Le principe d'Archimède

La découverte de la flottabilité est attribuée au mathématicien grec Archimède (vers 287-212 av. Tout en comparant le poids de la couronne prétendument d'or du roi avec d'autres substances, Archimède a laissé tomber la couronne dans l'eau. Il a remarqué que quelques pièces d'or étaient plus rapides à couler au fond de sa baignoire. La flottabilité s'applique à de nombreux paramètres depuis les navires qui surveillent le fond de l'océan jusqu'aux ballons météorologiques qui collectent des données dans la stratosphère terrestre. Les trois types de flottabilité sont positifs, négatifs et neutres.

La flottabilité positive

La flottabilité positive se produit lorsqu'un objet est plus léger que le fluide qu'il déplace. L'objet flottera parce que la force de flottabilité est supérieure au poids de l'objet. Un nageur éprouve une grande quantité de force flottante. La mer Morte d'Israël est célèbre pour attirer les touristes flottants. L'eau salée est moins dense que l'eau douce et fournit plus de force de flottabilité. Les forces flottantes et nettes ne sont pas les mêmes. Le volume et la densité d'un objet déterminent sa flottabilité.

Flottabilité négative

La flottabilité négative se produit quand un objet est plus dense que le fluide qu'il déplace. L'objet coulera parce que son poids est supérieur à la force de flottabilité. Un sous-marin est conçu pour fonctionner sous l'eau en stockant et en libérant de l'eau à travers des ballasts. Si l'ordre est donné de descendre, les réservoirs prennent de l'eau et augmentent la densité du navire. Archimède a découvert que la couronne du roi était faite d'une substance moins flottante que les pièces d'or coulées.
<2> La flottabilité neutre

La flottabilité neutre se produit lorsque le poids d'un objet est égal au fluide qu'il déplace. Un plongeur est formé aux techniques de régulation de la flottabilité sous l'eau. Nager horizontalement et prendre de longues respirations profondes permettent au plongeur de se propulser vers l'avant, pas vers le haut. La flottabilité de contrôle du poisson à travers une vessie natatoire interne. Semblable à un sous-marin, la vessie est remplie de gaz comme un moyen de modifier la flottabilité.

Un ballon flottant

La flottabilité détermine la facilité d'un ballon flottant. L'hydrogène, l'hélium et l'air chaud sont les gaz parfaits pour l'aérostation. Contrairement aux liquides et aux solides, les molécules de gaz sont dispersées plus loin. Cet espace vide augmente le volume et diminue la densité. Les astronomes utilisent des ballons à air chaud sans pilote pour recueillir des images claires du cosmos.