Les fluides poussent vers le haut les objets immergés — Éducation physique, 11–13
L’eau et l’air peuvent pousser vers le haut les objets qui s’y trouvent. Cette poussée explique pourquoi certains objets flottent, coulent ou permettent à de grands bateaux de rester à la surface.
Un fluide peut te soutenir
Quand un objet est en partie ou entièrement dans l’eau, l’eau exerce une force sur tous ses côtés, y compris vers le haut. Cette force vers le haut s’appelle la poussée. Si elle équilibre le poids de l’objet, il flotte à cette hauteur ; si elle est plus faible, l’objet descend.
Le problème de rester à flot
On voulait transporter des marchandises sur l’eau sans fabriquer les bateaux uniquement avec un matériau léger. Il fallait expliquer pourquoi un lourd navire en acier flotte alors qu’un petit clou en acier coule. La réponse vient de sa forme creuse : le navire déplace beaucoup d’eau et produit une poussée suffisante pour équilibrer son poids.
Un bloc dans l’eau
Un bloc pèse 15 N et, entièrement immergé, déplace 2 litres d’eau. Un litre d’eau pèse environ 10 N : 2 litres produisent donc une poussée d’environ 20 N vers le haut. Comme 20 N est supérieur à 15 N, le bloc remonte. Il s’arrête quand il ne déplace plus qu’environ 1,5 litre, donnant 15 N vers le haut.
Lourd ne signifie pas toujours couler
Il est raisonnable de penser que tout ce qui est plus lourd que l’eau doit couler. Ce qui compte n’est pas seulement la masse, mais aussi la quantité d’eau déplacée par toute la forme et la répartition de cette masse dans le volume. Une bille d’acier coule, tandis que le même acier en bateau creux peut déplacer assez d’eau pour flotter.
Bateaux, gilets de sauvetage et sous-marins
La coque des bateaux est conçue pour déplacer assez d’eau par rapport à leur poids, tandis que les gilets de sauvetage ajoutent un grand volume léger autour d’une personne. Les sous-marins modifient la quantité d’eau dans leurs réservoirs : en laissant entrer l’eau, ils coulent ; en la chassant, ils remontent. Ces dispositifs utilisent la poussée volontairement.
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