La flottaison

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La flottaison

Bonjour,

J'aurais une question concernant la flottaison. Pourriez-vous m'indiquer des objets qui se positionnent entre deux eaux, si l'eau est uniquement de l'eau du robinet ou bien est-ce impossible avec un liquide homogène ? Quand une bouteille en plastique est remplie d'eau et qu'il ne reste qu'une toute petite bulle d'air, la bouteille ne tombe pas au fond de l'eau, une infime partie de la bouteille sort de l'eau.  Dans ce cas, il me semble qu'on doit conclure que la bouteille flotte alors que la majeure partie de la bouteille est sous la surface de l'eau.  Il ne s'agit pas là d'un objet entre deux eaux ou bien je me trompe ? D'avance, je vous remercie.
Maton Christophe


Bonjour,

Votre question est double. D'une part, qu'est-ce que flotter ? et d'autre part que signifie " être entre deux eaux ".
Flotter : un objet flotte tant qu'il n'est pas totalement immergé. Si votre bouteille " ne tombe pas au fond de l'eau ", donc ne coule pas, alors elle flotte (même si elle émerge à peine).
Condition pour être entre deux eaux : d'abord, cela signifie que, quelle que soit la profondeur à laquelle se trouve un objet immergé, il ne bouge pas dans l'eau ou un autre liquide. La condition est que la poussée de l'eau sur l'objet (poussée d'Archimède dirigée vers le haut) soit égale au poids (force de pesanteur dirigée vers le bas) de l'objet. Avec une bouteille en plastique, qui flotte quand elle est vide d'eau, on peut la remplir progressivement d'eau jusqu'au moment où elle sera presque pleine, le " presque " correspondant au poids du plastique de la bouteille. À ce moment-là (c'est quasiment ce que vous aviez observé), la bouteille pourra être doucement enfoncée dans l'eau et restera immobile.
En partant de la bouteille pleine, donc qui coule, et en l'allégeant en enlevant un peu d'eau, on obtiendrait le même résultat.

Une autre explication, faisant appel à la notion de densité, est aussi possible, mais hors des programmes de l'école primaire.

Si l'eau est absolument homogène en pureté et en température, un objet ne pourra rester " entre deux eaux " que si sa masse volumique moyenne est EXACTEMENT égale à celle de cette eau. On peut prendre un flacon en verre et le remplir progressivement d'eau, en le rebouchant à chaque essai, jusqu'à obtenir cette flottaison. Trop d'eau et le flacon tombe au fond, pas assez, et il monte vers la surface, produisant l'effet décrit dans votre question.
Une situation plus intéressante est obtenue avec de l'eau présentant une température croissante du bas vers le haut, car sa densité varie en sens inverse de la température. Il est alors possible de trouver des objets qui sont en suspension dans l'eau à une hauteur qui dépend exactement de la température de l'eau. C'est un peu ce qui se passe dans les thermomètres de Galilée.