Un bâteau flotte parce qu’il est plus léger que l’eau. En fait, c’est la force exercée par l’eau qui est supérieure au poids du bâteau :

– Lors du bain, avez vous remarqué qu’un objet plongé dans l’eau paraît plus léger que lorsqu’il est en l’air ? Cela est du à une force exercée par l’eau sur l’objet et qui le pousse vers la surface, que l’on appel la "poussée d’Archimède".

Un peu de physique :

– Si l’on plonge un objet dans l’eau, le volume d’eau déplacé par cet objet est égal à son propre volume. Par exemple, si on plonge une bouteille d’eau fermée d’un litre dans un récipient rempli à raz bord, l’eau va déborder et ce volume d’eau excédent sera de un litre.

Il y a un rapport entre la poussée d’Archimède qui s’exerce sur un objet et le poids de cet objet :

– Si la poussée d’Archimède est supérieure au poids de l’objet, celui-ci flotte (flottabilité positive)

– Si la poussée d’Archimède est inférieure au poids de l’objet, celui-ci coule (flottabilité négative)

– Si la poussée d’Archimède est égale au poids de l’objet, celui ci reste entre deux eaux (flottabilité nulle)

Il y a également un rapport entre la poussée d’Archimède qui s’exerce sur un objet et le volume de cet objet pour un poids identique.

Loi d’Archimède :

Tout corps plongé dans un liquide reçoit de la part de ce liquide, une poussée verticale de bas en haut, égale au poids du volume de liquide déplacé.

Ainsi, pour un objet de poids constant, si on augmente son volume, la poussée augmente et donc augmente la flottabilité de cet objet. De même, pour un objet de volume constant, si on augmente son poids, celui ci augmente par rapport au poids de volume d’eau déplacé. La force devient alors insuffisante et l’objet coule.

Vous pouvez ainsi faire l’expérience de poser une bouteille d’eau vide et fermée dans une baignoire : la bouteille flotte.

Petit à petit, vous remplissez la bouteille. A un moment donné, la bouteille sera à la limite de couler. Encore un petit peu d’eau, et la bouteille coule. Vous avez alors augmenté le poids de la bouteille (mais pas son volume) jusqu’à ce que la poussée d’Archimède ne puisse plus être assez forte pour compenser.

Expérience :

Vous pouvez faire une expérience très simple permettant de montrer comment un objet lourd peut flotter :
– Prenez 2 boules de pâte à modeler de même poids. Avec une des boules, former un petit bateau, ou donnez lui une forme de coquille.

– Placez ces deux objet en pâte à modeler dans un récipient d’eau et regardez :

Vous constater que la boule coule alors que le même poids de pâte à modeler en forme de coquille flotte. Pourquoi ? tout simplement parce que la densité de la coquille (poids / volume total) est inférieur à l’eau et que celle de la boule est supérieur à l’eau. En effet, on a augmenter le volume de la boule de pâte à modeler, sans modifier le poids, en la façonnant.

Conclusion :

Un bâteau, même en acier, est très lourd. Mais son volume est important. Ainsi, le volume d’eau déplacé est important et le poids de ce volume étant supérieur au poids du bâteau, celui ci flotte.