Pression et animaux marins

Densité et Flottabilité

La poussée d’Archimède et la pesanteur terrestre sont opposées et déterminent si un objet flotte ou coule : si le poids est supérieur à la poussée d’Archimède, l’objet coule, si il est inférieur, il flotte. Si les deux forces sont égales, l’objet ne bouge pas dans l’eau ; il est en équilibre hydrostatique (impesanteur) comme le poisson. Il est donc utile de calculer le quotient des deux forces :

 

Poids / Poussée d’Archimède    =   m x g / ρ x V x g

                                                   =   masse / ρ x V

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L’eau a une masse volumique de 1kg/L donc :

Poids / Poussée d’Archimède= m / 1 x v    =   masse en kg / Volume en L 

La masse volumique d'un objet permet donc de savoir si un objet flotte dans l'eau

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On parle aussi de densité qui correspond à la  masse volumique de l'objet divisé par celle de l'eau pure à 4°C.

densité (sans unité) = masse volumique du solide ou liquide (en kg/L) / masse volumique de l'eau(1kg/L)

La masse volumique en kg/L est donc égale à la densité.

 

Si m > V, d > 1  : Poids > Poussée d’Archimède  donc l’objet coule dans l'eau

Si m < V, d <1  : Poids <  Poussée d’Archimède  donc l’objet flotte

Si m = V,d =1 : Poids = Poussée d’Archimède donc l’objet est en équilibre hydrostatique

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On utilise plus rarement la flottabilité d'un corps qui est la différence entre son poids et la poussée d'Archimède qui s'exerce sur lui:
f = Poussée d'Archimède - Poids = ρ x V x g - m x g = g (ρ x V - m) = g ( V - m )

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On fais les mêmes conclusion que pour la densité:

Si m > V, f > 0  : Poids > Poussée d’Archimède  donc l’objet coule dans l'eau

Si m < V, f < 0  : Poids <  Poussée d’Archimède  donc l’objet flotte

Si m = V,f =0 : Poids = Poussée d’Archimède donc l’objet est en équilibre hydrostatique