Questions aux experts
Matière et matériaux
Est-ce que l'air à l'intérieur des bateaux influence leur flottaison ?
Est-ce que l'air à l'intérieur des bateaux influence leur flottaison ?
Je sais que c'est la poussée d'Archimède, et le poids par rapport au volume qui expliquent la flottaison des bateaux, mais y a-t-il une autre explication ?
Sachant que l'eau est moins dense que le métal et plus dense que l'air, supposons que la densité du métal est 10, la densité de l'air est de -10 et la densité de l'eau est 1. Si l'on prend un petit bateau (qui peut flotter) fait de métal, qu'on entre lentement dans l'eau et qu'on analyse ce qui est en dessous de l'eau.
Au début, quand on émerge seulement la partie du métal, le bateau conserve le même poids, car ce qui est sous l'eau est seulement du métal, sa densité est 10, plus dense que l'eau, il cherche à caler. Si l'on continue de le descendre, ce qui est sous l'eau n'est plus seulement du métal, mais il y a aussi de l'air, qui se trouve au fond du bateau. L'air doit être pris en considération, car elle a une densité, tout comme le métal, ce n'est pas seulement de l'espace. Donc la densité totale sous l'eau n'est plus de 10 mais peut-être 7. On constate que le bateau est un peu plus léger. Plus on le descend, plus la densité totale sous l'eau baisse, jusqu'à tant qu'elle atteigne 1. À ce moment, le bateau est très léger, car sa densité (total sous l'eau) est la même que l'eau. Si on le descend encore, il va caler un peu plus, juste pour supporter le poids du bateau qui reste à l'extérieur de l'eau et il flottera.
Donc, peut-on conclure que l'air qui est à l'intérieur des bateaux influence leur flottaison ?
vanbrisebois@gmail.com
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Bonjour,
Oui, en effet le contenu du bateau influence la flottaison. Un même bateau peut flotter lorsqu'il est plein d'air, mais couler lorsqu'il est plein d'une matière plus dense (du minerai par exemple). Sans en arriver là, on observe également qu'un même bateau qui flotte s'enfonce plus ou moins dans l'eau si on le remplit plus ou moins. Un bateau qui flotte est un bateau dont le poids (total) est équilibré par la poussée d'Archimède qui est égale au poids du volume d'eau déplacé. Connaître son volume immergé, c'est donc connaître aussi son poids (et réciproquement).
Vous trouverez une question sur la poussée d'Archimède (et sa réponse) sur la page suivante : Pourquoi les bateaux flottent-ils ?
Par ailleurs, la densité représente la masse d'un certain volume de matière divisé par la masse du même volume d'eau. On ne peut donc avoir de densité négative. Mais on peut avoir des densités inférieures à un bien sûr (air, huile, alcool et la plupart des plastiques par exemple).
Bonne journée,
AUZOUX Quentin