Calculateur de poussée d’Archimède

Principe d’Archimède

Un corps immergé subit une force verticale vers le haut égale au poids du fluide déplacé :

F = ρ × g × V

ρ est la masse volumique du fluide, g la pesanteur et V le volume immergé. La force dépend du volume immergé et du fluide, pas du matériau du corps.

Flottaison

Un corps flotte si sa masse volumique moyenne est inférieure à celle du fluide, coule si elle est supérieure et reste en suspension si elles sont égales. À l’équilibre flottant, la poussée égale le poids :

volume immergé / volume total = masse volumique du corps / masse volumique du fluide

Exemple

Un bloc de bois de 2 litres et 600 kg/m³ flotte dans l’eau avec 600 / 1000 = 60 % du volume immergé. Avec 917 kg/m³ pour la glace et 1025 kg/m³ pour l’eau de mer, 917 / 1025 = 89,5 % d’un iceberg sont immergés.

Un litre d’acier de 7800 kg/m³ coule. Son poids vaut 76,5 N et la poussée 9,8 N, soit un poids apparent de 66,7 N.

Masse volumique par pesées

Pesez le corps dans l’air puis totalement immergé. L’écart des lectures est la poussée, qui permet de calculer volume et masse volumique : masse volumique du corps = masse volumique du liquide × W / (W − W'). W est la lecture dans l’air et W' dans le liquide. Une pièce indiquant 8,630 g dans l’air et 7,800 g dans l’eau a une masse volumique de 8,630 / 0,830 = 10,4 g/cm³. C’est la méthode du récit d’Archimède et de la couronne.

Limites

Les masses volumiques des fluides sont approximatives et varient avec la température et la salinité de l’eau de mer. L’outil ne vérifie ni la stabilité ni le chavirement. Il ne dimensionne pas les bateaux ou pontons.

Questions fréquentes

Comment calculer la poussée d’Archimède dans l’eau ?

Le principe d’Archimède donne 29,4 N pour un volume immergé de 3 L dans une eau supposée à 1000 kg/m³, avec une pesanteur de 9,8 m/s². La masse volumique est une donnée d’exemple pouvant varier avec la température. Le calcul ne vérifie pas la stabilité d’un corps flottant.

Calculer avec ces valeurs