Pourquoi les pierres coulent-elles ?

Pourquoi les pierres coulent-elles ?

Les pierres sont des substances solides constituées de minéraux et d’autres matériaux. Elles ont une densité généralement plus élevée que celle de l’eau, ce qui explique pourquoi elles coulent lorsqu’elles sont immergées.

La densité

La densité d’une substance est une mesure de sa masse par unité de volume. Elle est exprimée en kilogrammes par mètre cube (kg/m³). La densité de l’eau à température ambiante est d’environ 1000 kg/m³.

La densité d’une pierre est généralement supérieure à celle de l’eau. Par exemple, la densité moyenne du granit est d’environ 2700 kg/m³, soit près de trois fois celle de l’eau.

La gravité et la poussée d’Archimède

Lorsque qu’une pierre est immergée dans l’eau, deux forces principales agissent sur elle : la gravité et la poussée d’Archimède.

• La gravité est une force qui attire les objets vers le centre de la Terre. Elle est proportionnelle à la masse de l’objet.
• La poussée d’Archimède est une force ascendante exercée sur un objet immergé dans un fluide. Elle est égale au poids du fluide déplacé par l’objet.

La force nette

La force nette agissant sur une pierre immergée est la différence entre la gravité et la poussée d’Archimède. Si la gravité est supérieure à la poussée d’Archimède, la force nette est descendante et la pierre coule.

La forme et la taille

La forme et la taille de la pierre peuvent également affecter sa vitesse de descente. Les pierres plus petites et moins compactes ont une surface plus grande par rapport à leur masse, ce qui réduit la force de gravité et augmente la poussée d’Archimède. Elles coulent donc plus lentement que les pierres plus grandes et plus compactes.

Conclusion

Les pierres coulent parce que leur densité est plus élevée que celle de l’eau. La gravité surmonte la poussée d’Archimède, entraînant une force nette descendante qui force les pierres à s’enfoncer dans le liquide. La forme et la taille de la pierre peuvent influencer sa vitesse de descente, mais le principe fondamental reste le même : les pierres coulent parce qu’elles sont plus denses que l’eau.