Qu'est-ce que le calculateur de poussée d'Archimède ?
Cet outil calcule la force de flottabilité dirigée vers le haut qu'un fluide exerce sur un objet totalement ou partiellement immergé. Il repose sur le principe d'Archimède, selon lequel cette poussée est égale au poids du fluide déplacé par l'objet. Le calculateur fonctionne avec n'importe quel fluide (eau, huile, air, eau de mer) et sur n'importe quelle planète : il suffit d'ajuster les valeurs de masse volumique et de gravité.
Comment l'utiliser
Saisissez trois valeurs : la masse volumique du fluide en kg/m³ (eau douce ≈ 1000, eau de mer ≈ 1025, air ≈ 1,225), le volume déplacé en mètres cubes (le volume de fluide écarté, égal au volume immergé de l'objet) et l'accélération de la pesanteur (9,81 m/s² sur Terre). Le calculateur affiche la poussée d'Archimède en newtons ainsi que la masse de fluide déplacé correspondante.
La formule expliquée
L'équation de référence est Fb = ρ · g · V, où ρ (rhô) désigne la masse volumique du fluide, g la gravité et V le volume déplacé. Le produit ρ · V donne la masse de fluide déplacé, et la multiplication par g transforme cette masse en un poids (une force). Comme la poussée d'Archimède ne dépend que du fluide déplacé — et non du matériau de l'objet —, un navire en acier flotte alors qu'une bille d'acier coule, selon le volume que chacun déplace.
Exemple détaillé
Une caisse étanche de 0,05 m³ est totalement immergée dans de l'eau douce (ρ = 1000 kg/m³) sur Terre (g = 9,81 m/s²). La poussée d'Archimède vaut Fb = 1000 × 9,81 × 0,05 = 490,5 N. Cela correspond au poids de 50 kg d'eau déplacée : si la caisse pèse moins de 490,5 N, elle flotte ; si elle pèse davantage, elle coule.
Gravité et constantes de référence
L'accélération gravitationnelle gravité définit la force avec laquelle le fluide déplacé est attiré, et donc la force de flottabilité. La gravité standard de la Terre est l'option par défaut habituelle ; d'autres corps sont énumérés pour les problèmes hors monde ou comparatifs.
| Corps | Gravité (m/s²) |
|---|---|
| Terre (standard, g₀) | 9.80665 |
| Lune | 1.62 |
| Mars | 3.71 |
| Jupiter (sommet des nuages) | 24.79 |
Variables et unités (SI)
| Symbole | Grandeur | Unité SI |
|---|---|---|
| \(\rho\) | Densité du fluide (rho) | kg/m³ |
| \(V\) | Volume déplacé (volume) | m³ |
| \(g\) | Accélération gravitationnelle (gravité) | m/s² |
| \(F_b\) | Force de flottabilité | N (newtons) |
Conservez les trois entrées en unités SI afin que le résultat soit en newtons : \(F_b = \rho \, g \, V\). Convertissez les litres en mètres cubes en divisant par 1000, et les grammes par cm³ en kg/m³ en multipliant par 1000.
Questions fréquentes
Le poids de l'objet influence-t-il la poussée d'Archimède ? Non. La poussée ne dépend que du volume de fluide déplacé, de la masse volumique et de la gravité. Le poids de l'objet détermine s'il flotte ou non, mais pas la valeur de la poussée elle-même.
Quel volume dois-je saisir ? Indiquez le volume immergé, c'est-à-dire le volume de fluide réellement déplacé. Pour un objet entièrement immergé, il s'agit de son volume total ; pour un objet flottant, seule la partie située sous la surface compte.
Puis-je l'utiliser pour l'air ou les gaz ? Oui. Utilisez la masse volumique du gaz environnant (air ≈ 1,225 kg/m³) pour estimer la portance des ballons et des dirigeables.
