Qu'est-ce que le poids volumique ?
Le poids volumique (aussi appelé poids spécifique), noté \(\gamma\), correspond au poids d'une substance par unité de volume. Il est étroitement lié à la masse volumique, mais il tient compte de la pesanteur : tandis que la masse volumique \(\rho\) mesure une masse par unité de volume, le poids volumique mesure une force (un poids) par unité de volume. Son unité dans le Système international est le newton par mètre cube (N/m³). Ce calculateur convient à tout fluide ou solide — eau, huile, mercure, sol, béton — et sur n'importe quelle planète, puisque vous pouvez modifier l'accélération de la pesanteur.
Comment utiliser le calculateur
Saisissez la masse volumique \(\rho\) du matériau en kilogrammes par mètre cube (kg/m³) ainsi que l'accélération de la pesanteur locale \(g\) en mètres par seconde au carré (m/s²). Sur Terre, \(g\) vaut environ 9,80665 m/s² (la valeur standard, pré-remplie). Cliquez sur « Calculer » pour obtenir le poids volumique exprimé à la fois en N/m³ et en kN/m³.
La formule expliquée
L'équation de base est la suivante :
$$\gamma = \rho \cdot g$$Ici, \(\rho\) désigne la masse volumique en kg/m³ et \(g\) l'accélération de la pesanteur en m/s². Multiplier une masse par unité de volume par une accélération donne une force par unité de volume, ce qui correspond exactement au poids volumique. Comme \(1\,\text{kg}\cdot\text{m/s}^2 = 1\,\text{N}\), le résultat s'exprime naturellement en N/m³.
Exemple concret
L'eau douce a une masse volumique d'environ 1000 kg/m³. En prenant la pesanteur terrestre standard \(g = 9{,}80665\ \text{m/s}^2\) :
$$\gamma = 1000 \times 9{,}80665 = 9806{,}65\ \text{N/m}^3 \approx 9{,}81\ \text{kN/m}^3$$Ce résultat correspond bien au poids volumique de l'eau, voisin de 9,81 kN/m³ dans les conditions standard.
FAQ
Le poids volumique est-il identique à la masse volumique ? Non. La masse volumique est une masse par unité de volume (kg/m³) ; le poids volumique est un poids (une force) par unité de volume (N/m³). Ils sont reliés par la pesanteur : \(\gamma = \rho g\).
Le poids volumique change-t-il sur la Lune ? Oui. La masse volumique reste la même, mais comme la pesanteur lunaire est d'environ 1,62 m/s², le poids volumique vaut à peu près un sixième de sa valeur terrestre.
Quelle valeur de \(g\) faut-il utiliser ? Pour la plupart des calculs d'ingénierie sur Terre, 9,81 m/s² (ou la valeur standard de 9,80665 m/s²) convient. Utilisez la valeur locale pour des travaux de haute précision.
