Buoyancy Calculator

Calculate buoyant force (Archimedes' principle)

Buoyancy

Fb = rho x V x g

Formula
Fb = rho x V x g

Qu'est-ce que la Poussée d'Archimède ?

La poussée d'Archimède est la force vers le haut exercée par un fluide sur un objet qui y est immergé. Cette force s'oppose à la gravité et est responsable du fait que les objets flottent ou coulent. Le Principe d'Archimède stipule que la poussée est égale au poids du fluide déplacé par l'objet.

La poussée est fondamentale en architecture navale, conception de sous-marins, plongée sous-marine et aéronautique de ballons. Les ingénieurs calculent la poussée pour concevoir des navires, prévoir comment les charges affectent le tirant d'eau et dimensionner les gilets de sauvetage.

Comment Utiliser la Calculatrice

  1. Entrez le volume de l'objet immergé en mètres cubes (m³).
  2. Entrez la densité du fluide (ex. : 1000 kg/m³ pour l'eau douce, 1025 pour l'eau de mer).
  3. Cliquez sur Calculer pour obtenir la force de poussée en Newtons.
  4. Comparez au poids de l'objet pour déterminer s'il flotte ou coule.

Formule et Explication

F_p = ρ_f × V × g F_p = force de poussée (N) ρ_f = densité du fluide (kg/m³) V = volume immergé (m³) g = accélération gravitationnelle (9,81 m/s²)

Un objet flotte quand F_p ≥ son poids (mg). Il coule quand poids > F_p. La flottabilité neutre survient quand F_p = mg exactement.

Exemples Résolus

Bille en Acier dans l'Eau

Une bille solide en acier de volume 0,001 m³ est immergée dans de l'eau douce (ρ = 1000 kg/m³). F_p = 1000 × 0,001 × 9,81 = 9,81 N. L'acier pèse ~78 N pour ce volume, donc il coule (poids 78 N > F_p 9,81 N).

Bloc de Bois Flottant

Un bloc de bois (ρ_bois = 600 kg/m³, volume = 0,01 m³) flotte dans l'eau. Son poids = 600 × 0,01 × 9,81 = 58,86 N. Il déplace exactement cette quantité d'eau : V_immergé = 58,86 / (1000 × 9,81) = 0,006 m³, soit 60 % immergé.

Ballast de Sous-marin

Un sous-marin de 500 m³ nécessite une flottabilité neutre en eau de mer (ρ = 1025 kg/m³). F_p requise = 1025 × 500 × 9,81 = 5 028 375 N ≈ 512,6 tonnes. Les réservoirs de ballast sont inondés pour égaliser cette valeur au poids du sous-marin.

Foire aux Questions

Qu'est-ce que le Principe d'Archimède ?▾
Le Principe d'Archimède stipule que la poussée sur un objet est égale au poids du fluide qu'il déplace. La légende veut qu'Archimède l'ait découvert en observant l'eau déborder quand il entrait dans son bain, criant son célèbre « Eurêka ! ».
Pourquoi un navire en acier flotte-t-il ?▾
Un navire en acier flotte parce que sa coque enferme un grand volume d'air. La densité moyenne du navire (acier + air) est inférieure à celle de l'eau. Le navire déplace suffisamment d'eau pour égaliser son poids total avant d'être entièrement immergé.
Qu'est-ce que la densité relative ?▾
La densité relative est le rapport entre la densité d'une substance et celle de l'eau à 4°C (1000 kg/m³). Les objets de densité relative < 1 flottent ; ceux > 1 coulent. La glace a une DR ≈ 0,917 — elle flotte avec 91,7 % immergé.
Comment les sous-marins contrôlent-ils leur profondeur ?▾
Les sous-marins utilisent des réservoirs de ballast qui peuvent être inondés d'eau de mer ou vidés avec de l'air comprimé. Les inonder augmente le poids jusqu'à dépasser la poussée (plongée) ; les vider expulse l'eau jusqu'à ce que la poussée soulève le sous-marin (surface).
La poussée change-t-elle avec la profondeur ?▾
Pour les objets incompressibles, la poussée reste constante avec la profondeur — elle ne dépend que du volume déplacé. Cependant, les objets compressibles (comme les chambres à gaz) se compriment sous pression, réduisant F_p et les faisant couler davantage.