Pourquoi un bateau flotte ?

  Essayons de comprendre comment un bateau peut flotter. Tout d'abord, nous allons observer des objets qui flottent et qui coulent :


Un morceau de bois

Une pierre

Un morceau de fer

Un morceau de plastique

  Si tu compares le poids de ces objets de formes identiques mais constitués de matériaux différents, tu t'apercevras que les objets les plus lourds coulent. Par conséquent, on pourrait dire que la flottabilité dépend du poid de l'objet mais ce n'est pas suffisant.

  Parmi les matériaux que tu viens de voir, certains coulent et pourtant, on les utilise pour construire des bateaux. Prenons l'exemple des paquebots, ils sont fabriqués avec des plaques de fer, et pourtant, même chargés au maximum (parfois des centaines de tonnes), ils flottent.

  En fait, c'est grâce à son volume qu'un bateau très lourd peut flotter.


Un paquebot dans la baie de Cannes
Explication :
Sur l'eau un bateau est soumis à deux forces :
- la pesanteur :
  Le poids du bateau tend à le faire couler. Cette force est dirigée vers le bas.
- la poussée d'Archimède :
  Grâce à son volume, le bateau reçoit une seconde force qui l'empêche de couler. Cette force est dirigée vers le haut.

  Donc, un bateau flotte si la poussée d'Archimède est supérieure à la force de la pesanteur.

  Si tu augmentes le poids du bateau en montant à plusieurs dessus ou lorsqu'il se remplit d'eau, tu augmentes son poids sans augmenter son volume, il peut donc couler.... Mais rassure-toi les bateaux sont construits pour que la poussée d'Archimède soit très grande, alors il faut vraiment le vouloir pour les couler.

  Comment faire l'expérience de la poussée d'Archimède ?
La poussée d'Archimède dépend du volume d'eau qu'un bateau déplace quand on le met dans l'eau :

  Comment mesurer ce volume d'eau ?

C'est très simple, tu peux faire l'expérience suivante :
Matériel :
- une balance
- un récipient avec un bec verseur remplit d'eau à ras bord

- un petit récipient

- divers objets

  Choisis un objet et pèse-le. Note son poids que nous appellerons POIDS OBJET. Ensuite, place-le dans le gros récipient et récupère l'eau qui déborde. Pèse l'eau que nous appelerons POIDS EAU ( Attention : si tu pèses l'eau dans son récipent, pense à retirer le poids du récipient du poids total).
  Compare les deux poids :
- Si le POIDS OBJET est supérieur au POIDS EAU alors l'objet coule.
- Si le POIDS OBJET est inférieur ou égal au POIDS EAU alors l'objet flotte.