Pourquoi un morceau de pierre coule dans l'eau alors qu'un bateau d'un poids énorme flotte ?

Pourquoi un morceau de pierre coule dans l’eau alors qu’un bateau d’un poids énorme flotte ?

Dans le monde aquatique, les objets naviguent avec des fortunes diverses. Certains flottent gracieusement, tandis que d’autres sombrent dans les profondeurs. Cette différence de comportement est dictée par les lois de la physique, en particulier le principe d’Archimède.

Le principe d’Archimède

Selon Archimède, un physicien grec antique, tout corps immergé dans un fluide subit une force ascendante égale au poids du fluide déplacé par le corps. Cette force, appelée poussée d’Archimède, s’oppose au poids du corps.

Densité

La densité est un facteur crucial qui détermine la flottabilité. La densité d’un objet est définie comme sa masse par unité de volume. Si la densité d’un objet est inférieure à celle du fluide dans lequel il est immergé, la poussée dépasse son poids et l’objet flotte. Inversement, si la densité de l’objet est supérieure à celle du fluide, la poussée est insuffisante pour contrebalancer le poids et l’objet coule.

Morceau de pierre

Un morceau de pierre a une densité élevée, typiquement supérieure à 2,5 grammes par centimètre cube. L’eau, quant à elle, a une densité de 1 gramme par centimètre cube. Lorsque la pierre est immergée dans l’eau, la poussée est inférieure à son poids, ce qui entraîne son naufrage.

Bateau

Bien qu’un bateau soit considérablement plus lourd qu’un morceau de pierre, il flotte parce que sa forme augmente son volume déplacé. Même si la densité de l’eau est plus faible que celle du matériau du bateau (acier ou bois), le grand volume déplacé par la coque du bateau génère une poussée suffisamment importante pour contrebalancer son poids.

Conclusion

En résumé, la raison pour laquelle un morceau de pierre coule dans l’eau tandis qu’un bateau flotte est due à la différence de densité entre les deux objets. La densité du bateau, relativement faible par rapport à l’eau, permet à la poussée de surmonter son poids et de le faire flotter. En revanche, la densité élevée de la pierre fait que la poussée est insuffisante pour la maintenir à la surface, entraînant ainsi son naufrage.