Lorsqu’un objet est immergé dans un fluide (liquide ou gaz), il subit une force ascendante appelée force de poussée. Cette force est égale au poids du fluide déplacé par l'objet. En d’autres termes, la quantité d’eau déplacée par un objet détermine la force de flottabilité qui agit sur lui.

La force de poussée agit dans le sens opposé à la gravité et réduit le poids apparent de l'objet. C’est pourquoi les objets immergés dans l’eau semblent plus légers que dans l’air.

L’ampleur de la poussée d’Archimède est donnée par :

$$B =\rho_{fluide}Vg$$

où:

- B est la force de poussée

- ρ_{fluide} est la densité du fluide

- V est le volume du fluide déplacé par l'objet

- g est l'accélération due à la gravité

Densité

La densité est une mesure de la quantité de matière contenue dans un certain volume. Plus un objet contient de matière, plus il est dense. Par exemple, le plomb est plus dense que l’eau, tandis que l’air est moins dense que l’eau.

Lorsqu'un objet est immergé dans un fluide, la force de poussée agit dans le sens opposé au poids du fluide déplacé par l'objet. Si l'objet est plus dense que le fluide, le poids du fluide déplacé est inférieur au poids de l'objet et l'objet coule. Si l'objet est moins dense que le fluide, le poids du fluide déplacé est supérieur au poids de l'objet et l'objet flotte.

Dans le cas d'un objet immergé dans l'eau, la force de poussée est supérieure au poids de l'objet car la densité de l'eau est supérieure à la densité de la plupart des objets. C'est pourquoi les objets semblent plus légers lorsqu'ils sont immergés dans l'eau.

Applications de la force de flottabilité

Le principe de la flottabilité a de nombreuses applications dans la vie quotidienne et dans la technologie. Voici quelques exemples :

- Navires et sous-marins :La force de poussée agissant sur les navires et les sous-marins les maintient à flot sur l'eau. Les navires sont conçus pour avoir un grand volume et une faible densité, de sorte que la force de flottabilité soit supérieure au poids du navire.

- Montgolfières :Les montgolfières s'élèvent dans les airs car l'air chaud à l'intérieur du ballon est moins dense que l'air froid à l'extérieur du ballon. La force de poussée agissant sur le ballon est supérieure au poids du ballon, ce qui le fait monter.

- Densimètres :Les densimètres sont des instruments utilisés pour mesurer la densité des liquides. Ils fonctionnent en mesurant la profondeur à laquelle ils s'enfoncent dans un liquide. Plus le liquide est dense, moins l’hydromètre coulera.

- Plongée sous-marine :La flottabilité joue un rôle important en plongée sous-marine. Les plongeurs portent des poids pour contrecarrer la force de poussée et rester immergés. Le poids requis dépend de la densité corporelle du plongeur et de la densité de l'eau.