Calculateur de poids immergé

Calculez la poussée et le poids apparent d'un objet entièrement immergé dans un fluide.

Calculer le poids immergé
Appliquez le principe d'Archimède avec le poids dans l'air et le rapport des masses volumiques de l'objet et du fluide.

Comprendre le poids immergé et la poussée

Un objet immergé dans un fluide subit une poussée vers le haut. Le principe d'Archimède indique que cette force égale le poids du fluide déplacé. Comme elle s'oppose à la gravité, une balance ou un câble de soutien mesure une force plus faible que dans l'air. Cette mesure réduite est appelée poids apparent, même si la masse de l'objet et la force gravitationnelle réelle n'ont pas changé. Pour un objet entièrement immergé de masse volumique moyenne uniforme, le volume peut être éliminé du calcul. Le poids dans l'air est le produit de la masse volumique de l'objet, de son volume et de l'accélération de la pesanteur. La poussée est le produit de la masse volumique du fluide, du même volume déplacé et de cette accélération. Le rapport des deux expressions donne : poussée = poids dans l'air × masse volumique du fluide ÷ masse volumique de l'objet. Le poids apparent est ensuite le poids dans l'air moins la poussée. Le calculateur suppose une immersion complète et utilise la masse volumique moyenne globale de l'objet. Un objet creux étanche peut être constitué d'un matériau bien plus dense que l'eau tout en ayant une masse volumique moyenne inférieure, air enfermé compris. Pour la flottabilité, utilisez la masse totale divisée par le volume extérieur qui déplace le fluide. Pour un objet irrégulier, ce volume peut être mesuré directement puis converti en masse volumique moyenne si la masse est connue. Si l'objet est plus dense que le fluide, le poids apparent reste positif et l'objet non soutenu tend à couler. Si les masses volumiques sont égales, la poussée égale le poids : la flottabilité est neutre. Si le fluide est plus dense, le poids apparent calculé est négatif. Cela signifie que l'objet remonte naturellement et qu'une force vers le bas est nécessaire pour le maintenir entièrement immergé. Un objet flottant n'étant que partiellement immergé, cette équation ne permet pas de prévoir sa fraction immergée sans un calcul d'équilibre distinct. Les masses volumiques approximatives courantes sont 1,000 kg/m³ pour l'eau douce, 1,025 kg/m³ pour l'eau de mer et 800 à 900 kg/m³ pour de nombreuses huiles. Elles varient avec la température, la salinité, la pression, la porosité et la composition. La poussée de l'air est généralement faible, mais peut compter en métrologie de masse de précision. La tension superficielle, le mouvement du fluide, le contact avec un récipient et les câbles attachés peuvent aussi modifier une mesure réelle. Utilisez le résultat pour des exercices de physique, la pesée sous l'eau, la comparaison de matériaux, l'estimation du lest de plongée et les vérifications préliminaires d'ingénierie. Ce modèle simple n'inclut ni portance ni traînée hydrodynamique et n'évalue pas la stabilité. Les opérations de levage, maritimes ou sur systèmes sous pression où la sécurité est critique nécessitent des propriétés vérifiées et la prise en compte de la géométrie, des charges dynamiques, du gaz piégé et de marges de conception adaptées.

Exemples de poids immergé

Ces cas d'immersion complète comparent les masses volumiques de l'objet et du fluide.

DonnéesForcesInterprétation
Objet de 100 N, masse volumique de 2500 kg/m³, eau à 1000 kg/m³Poussée de 40 N ; poids apparent de 60 NL'objet dense tire encore vers le bas tandis que l'eau soutient quarante pour cent de son poids.
Objet de 98.0665 N, masse volumique de 1000 kg/m³, huile à 800 kg/m³Poussée de 78.4532 N ; poids apparent de 19.6133 NL'huile soutient quatre-vingts pour cent du poids de l'objet.
Objet de 50 N, masse volumique de 1000 kg/m³, eau à 1000 kg/m³Poussée de 50 N ; poids apparent de 0 NDes masses volumiques moyennes égales donnent une flottabilité neutre.

Comment calculer le poids immergé

  1. Saisissez le poids gravitationnel de l'objet dans l'air en newtons.
  2. Saisissez sa masse volumique moyenne globale en kilogrammes par mètre cube.
  3. Saisissez la masse volumique du fluide environnant en kilogrammes par mètre cube.
  4. Sélectionnez Calculer le poids immergé pour afficher la poussée et le poids apparent.

Questions fréquentes sur le poids immergé

Qu'est-ce que le poids apparent ?

C'est la force de soutien mesurée lorsqu'un objet est immergé. Elle égale le poids réel moins la poussée dirigée vers le haut.

Le poids réel d'un objet change-t-il sous l'eau ?

Sa masse et la force gravitationnelle ne changent pas du seul fait de l'immersion. La force de soutien mesurée diminue à cause de la poussée vers le haut.

Que signifie un poids apparent négatif ?

La poussée dépasse le poids de l'objet entièrement immergé. Une force vers le bas est nécessaire pour le retenir sous l'eau ; sinon, il remonte.

Puis-je l'utiliser pour un objet flottant ?

Pas directement, car l'équation suppose que tout le volume extérieur est immergé. Un objet flottant librement ne déplace que le fluide nécessaire pour équilibrer son poids.

Quelle masse volumique utiliser pour un objet creux ?

Utilisez la moyenne globale, soit la masse totale divisée par le volume extérieur déplacé. La seule masse volumique du matériau solide sous-estimerait la poussée.