Question n°14 : Flotte ou coule ! Déborde ou ne déborde pas !
Un corps placé dans un liquide subit une force dirigée vers le haut, appelée poussée d’Archimède.
Le corps coule si sa densité est supérieure à celle du liquide. Il flotte dans le cas contraire, la poussée compensant son poids. Archimède a montré que cette force était égale au poids du « liquide déplacé » ou du liquide qui serait en dessous de la ligne de flottaison.
La glace de densité 0,91 flotte dans l’eau de densité 1, c’est pourquoi environ un dixième d’un glaçon émerge. Aussi, et pour la même raison, la boule de pétanque de densité 7,8 flotte dans le mercure de densité 13,6 !
Plaçons maintenant un glaçon dans un verre rempli d’eau à ras bord. L’eau va-t-elle déborder lorsque le glaçon fond ? Que se passe-t-il si l’eau est remplacée par de l’eau salée saturée dont la densité est 1,15 ? Dans le premier cas, le verre ne débordera pas car le volume d’eau obtenue par la fonte du glaçon est égale à celle qui se trouver en dessous de la ligne de flottaison. Par contre, dans l’eau salée la glace émerge davantage, tout comme notre corps flotte mieux dans la mer qu’à la piscine. En effet, pour obtenir la même poussée d’Archimède, donc le même poids de liquide déplacé, le volume immergé n’a pas besoin d’être aussi important. Le verre va déborder.
Le glaçon coule dans de l’alcool à brûler de densité 0,81, car sa densité est plus élevée. Lorsqu’il fond le niveau baisse dans le verre car une masse d’eau occupe un volume plus petit que sa masse équivalente d’alcool.
