Le fait qu'un objet coule ou flotte dépend de la densité de l'objet et du fluide dans lequel il est immergé. Un objet plus dense qu'un fluide coulera dans le fluide tandis qu'un objet moins dense flottera. Un objet flottant est dit flottant. L'inventeur grec classique Archimède a été le premier à comprendre que la flottabilité est une force et l'a affirmé dans un principe important qui porte son nom. Le principe d'Archimède stipule que tout objet immergé ou flottant dans un fluide est soutenu par une force égale au poids du fluide déplacé.
Ballon de fer dans l'eau
Considérons une boule de fer de volume 1 cc (cub-cm) immergé dans l'eau. Trouver les densités de fer et d'eau des tables dans un manuel ou un manuel de chimie.
Notez que la densité de fer (7,87 g par centimètre cube) est beaucoup plus élevée que la densité de l'eau (1 g par cm- cubed.)
Déterminer la force de flottabilité agissant sur la bille de fer en multipliant la densité de l'eau par le volume d'eau déplacé: 1 gramme /cm-cubed x 1 cm-cubed = 1 g. La boule de fer pèse 7,87 g, ce qui est supérieur à la force de flottabilité, et donc la boule de fer coule.
Ballon à l'hélium
Considérons un ballon qui contient 10 000 pieds cubes (pi cubes) de gaz d'hélium. Près de la surface de la Terre et à une température de 68 degrés Fahrenheit, la densité de l'hélium est d'environ 0,02 livres (lb) par pied cubes (pi cubes), et la densité de l'air est d'environ 0,08 lb par pi cube.
Calculez le poids de l'air déplacé comme suit: cubes de 10 000 pi x 0,08 lb /pi cube = 800 lb Calculez le poids de l'hélium dans le ballon: 10 000 pi cubes x 0,02 lb /pi cube = 200 lb.
Remarquez, selon le principe d'Archimède, que l'air exerce une force de flottabilité de 800 lb ballon. Parce que l'hélium dans le ballon ne pèse que 200 livres, le ballon s'élèvera si le poids total du ballon et de l'équipement est inférieur à la différence entre le poids de l'air et le poids de l'hélium, qui est de 600 livres. Lorsque le ballon monte, le poids de l'air déplacé diminue en raison de la diminution de la densité de l'air. Le ballon arrêtera de monter lorsque son poids est équilibré par la force de flottabilité de l'air.
