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2 - Physique 2.9 - Flottabilité

bruno mathieu      mercredi 26 décembre 2018

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2.9 - Flottabilité


C’est l’état d’équilibre d’un corps dans un liquide.

C’est une notion qui dépend de l’opposition de deux forces : le poids du corps, – la poussée d’ – Archimède appliquée à ce corps. La résultante de ces deux forces représente le poids apparent de l’objet. La flottabilité est définie en sens inverse du poids apparent (de même intensité, de même direction - verticale - et de sens opposé). Flottabilité  =  - Poids apparent

Trois situations sont à envisager en choisissant, pour les vecteurs poids, un sens positif de haut en bas de la verticale du lieu : Flottabilité positive : poids apparent négatif » Poids apparent = poids réel - poids de son volume en eau < 0. La poussée s’effectuera vers le haut, dans le sens de la poussée d’Archimède.

L’objet a tendance à remonter. On parle de flottabilité positive. Flottabilité nulle : poids apparent nul » Poids apparent = poids réel - poids de son volume en eau = 0.

Dans cette situation, le corps est stable, l’état d’équilibre hydrostatique est atteint. Les forces intervenantes s’annulent, le poids compense exactement la poussée d’Archimède. On parle de flottabilité nulle.

Flottabilité négative : poids apparent positif » Poids apparent = poids réel - poids de son volume en eau > 0. Le poids du corps prédomine. L’objet coule. On parle de flottabilité négative.
Variations de la flottabilité Avec la densité La flottabilité d’un corps dépend de la densité de ce corps et de la densité du liquide.

L’eau douce (avec une densité de 1) possède une flottabilité inférieure à celle de l’eau de mer (densité 1,025).

L’eau de mer augmente la flottabilité d’un plongeur d’environ 3 % par rapport à ce qu’elle serait dans l’eau douce 

Avec la respiration Les variations de volume du plongeur agissent continuellement sur la flotta bilité. Les variations de volume des poumons à l’inspiration ou à l’expiration produisent un effet important sur la flottabilité. La sécurité en plongée dépend des compensations de cette flottabilité par le plongeur et son équipement.


Lestage

 

Très souvent, la flottabilité d’un plongeur équipé de tout son matériel est positive. Le plongeur éprouve des difficultés à couler près de la surface. Le volume total du plongeur est maximal, la pression hydrostatique encore faible n’a pas comprimé les volumes variables.

Le poids apparent est encore négatif. Il devient nécessaire de se lester. Le lestage s’effectue par une ceinture de plombs d’un faible volume. Cette ceinture de lest ne modifie pas le volume total du plongeur. Le poids réel du plongeur augmente ainsi de quelques kilogrammes.

La poussée d’Archimède est à peu près constante pour un plongeur et son équipement. Le lestage varie avec chaque individu, selon son morphotype et sa densité.

Le lestage optimal est souhaitable pour des questions d’aisance sous l’eau, de remontées à vitesse contrôlée et de paliers à observer (la plupart du temps près de la surface).

 

 

source de : L’adaptation de l’organisme et ses limites (introduction) de Philip FOSTER

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