Calculateur de flottabilité
Sommaire
Qu'est-ce que la force de flottabilité ?Équation de la force de flottabilitéComment calculer la force de flottabilité ?FAQCe calculateur de flottabilité est un outil simple qui vous permet de déterminer la force de flottabilité en un clin d'œil. Il vous suffit de fournir la masse volumique d'un fluide et le volume d'un objet qui reste sous l'eau (ou dans un autre fluide), et il utilisera la formule de flottabilité pour estimer la force qui maintient l'objet en flottaison.
Si vous vous demandez comment calculer la force de flottabilité à la main, poursuivez votre lecture !
Qu'est-ce que la force de flottabilité ?
La flottabilité, également appelée poussée, est la force agissant dans une direction opposée à la force gravitationnelle et empêchant un objet flottant de couler. Lorsque l'objet est immergé dans l'eau (ou tout autre liquide ou fluide), son poids le tire vers le bas. La flottabilité s'oppose à ce poids et a une magnitude directement proportionnelle au volume de fluide qui occuperait autrement l'espace pris par l'objet ; en d'autres termes, au volume du fluide déplacé.
Une autre situation dans laquelle vous pouvez observer le phénomène de flottabilité est celle où des objets moins denses que l'air flottent au-dessus du sol. Jetez un coup d'œil à notre calculateur de ballons à l'hélium 🇺🇸 pour voir un cas particulier. 🎈
Équation de la force de flottabilité
Vous pouvez calculer la flottabilité à l'aide de la formule suivante :
F = ρ × V × g
où :
ρ– masse volumique du fluide dans lequel l'objet est immergé, mesurée en kg⋅m-3V– volume du fluide déplacé, mesuré en m³g– accélération gravitationnelle, mesurée en m⋅s-2F– force de flottabilité
La valeur par défaut de notre calculateur de flottabilité pour l'accélération gravitationnelle est de 9,81 m⋅s-2. Si vous souhaitez modifier cette valeur, cliquez sur la section Gravité du calculateur.
Quelle est l'unité SI de flottabilité ?
L'unité SI de la force de flottabilité est le newton (N). Un newton est la force nécessaire pour accélérer une masse de 1 kilogramme à 1 mètre par seconde carrée à partir de zéro.
Quelles sont les causes de la flottabilité ?
La pression d'un fluide augmente avec sa profondeur. Cette augmentation de la pression du fluide entraîne une force ascendante pour soulager la pression, que nous appelons la force de flottabilité.
De quelle flottabilité a-t-on besoin pour être sauvé de la noyade ?
Vous avez besoin d'environ 30 à 50 newtons de force de flottabilité pour vous sauver de la noyade. C'est pourquoi les gilets de sauvetage offrent une flottabilité de plus de 33 N, qui augmente avec le poids de la personne.
Comment mesurer le volume de mon corps en utilisant la flottabilité ?
Pour estimer le volume de votre corps à la maison :
- Remplissez d'eau une baignoire de forme régulière.
- Entrez dans la baignoire et submergez-vous complètement. Les parois doivent déborder.
- Sortez de la baignoire et mesurez le volume d'eau restant à l'intérieur.
- Le changement de volume de l'eau est le volume de votre corps.
- Ensuite, amusez-vous à tout éponger !
Comment estimer la flottabilité d'une bouteille d'eau de 1 L ?
Nous estimons la flottabilité nécessaire pour un objet à l'aide de la formule F = ρ × V × g, où ρ et V sont respectivement la masse volumique et le volume de l'objet, et g l'accélération gravitationnelle. La masse volumique de l'eau est de 1 000 kg⋅m-3. La force de flottabilité nécessaire est donc de 1 000 kg⋅m-3 × 1 L × 9,81 m⋅s-2 = 9,81 N.
Comment calculer la force de flottabilité ?
Pour trouver la force de flottabilité à la main, suivez les instructions ci-dessous :
Déterminez l'accélération gravitationnelle à l'endroit où vous voulez mesurer la flottabilité. Si vous immergez l'objet dans un liquide ou un fluide sur Terre, vous n'avez pas besoin de modifier les valeurs par défaut. Supposons toutefois que vous souhaitiez réaliser une expérience sur Mars. L'accélération gravitationnelle sera alors égale à 3,24 m⋅s-2.
Choisissez le liquide dans lequel vous souhaitez immerger votre objet. Disons qu'il s'agit d'eau salée dont la masse volumique est de 1 020 kg⋅m-3. Notre calculateur de masse volumique peut s'avérer utile si vous avez besoin de connaître la masse volumique des fluides.
Placez l'objet dans l'eau et mesurez le volume du fluide déplacé. Par exemple, disons qu'il est égal à 0,03 m³.
Introduisez toutes ces valeurs dans l'équation de la force de flottaison :
F = ρ × V × g = 1 020 × 0,03 × 3,24 = 99,14 NVous pouvez également calculer le poids du fluide déplacé. Pour trouver ce résultat, il suffit de multiplier le volume par la masse volumique :
P = ρ × V = 1 020 × 0,03 = 30,6 kg