Comment le comprendre ? En imaginant que vous plongiez votre main dans l'eau, paume vers le haut. Vous ressentez à ce moment là la pression, c'est à dire la force exercée par l'eau sur votre main. Cette force, c'est le poids de l'eau qui se trouve au dessus de votre main. Or, plus vous descendez profond, plus le poids de l'eau au dessus de vous est important, donc en fait, plus la pression est importante. Voici pourquoi en descendant, la pression de l'eau augmente.
Bon, en réalité, il n'est pas important que votre main soit effectivement tournée vers le haut. Les fluides transmettent la pression dans toutes les directions. Vous auriez ressenti la même pression si vous aviez tourné votre main de tous les côtés (en restant à la même profondeur). ce qui compte, c'est seulement la profondeur, et donc combien d'eau il y a au dessus de vous.
Voyons maintenant ce qu'on appelle la poussée d'Archimède. Si on plonge une sphère dans de l'eau, la pression de l'eau au bas de la sphère est plus grande que la pression en haut de la sphère (d'après ce qu'on vient de voir). En effet, le bas de la sphère est plus profond, donc là ou la pression est plus grande. Donc l'eau appuie moins au dessus qu'au dessous.
Au final, la sphère ressent donc une force dirigée vers le haut, exercée par l'eau. Cette force provient de la différence de pression entre le haut et le bas de la sphère. On l'appelle poussée d'Archimède.
Quelle est l'intensité de cette force ?
Il est important de comprendre si cette force est grande ou non. Si cette force est plus grande que le poids d'un objet, l'objet est poussé vers le haut, et reste à la surface : il flotte. C'est le cas des morceaux de bois, en général. Si cette force est plus petite que le poids d'un objet, c'est le poids qui gagne, et l'objet coule. C'est le cas des cailloux. C'est donc cette force qui détermine si un objet coule ou flotte.
Prenons notre sphère de tout à l'heure, et imaginons un instant qu'à sa place, on ait de l'eau. L'eau à la place de la sphère n'aurait aucune raison de flotter ou de couler. Elle serait restée sur place. En fait, c'est que son poids aurait été compensé exactement par la poussée d'Archimède ! Et c'est ça qui est important, car la sphère subit exactement la même poussée d'Archimède que l'eau qu'on imaginait à sa place. Autrement dit : la sphère subit une poussée d'Archimède égale en intensité au poids de l'eau qui aurait été contenue dans le volume occupé par la sphère. Mais dirigée vers le haut.
Admettons par exemple que la sphère ait un volume d'un litre. Un litre d'eau a une masse d'un kilo. Donc la poussée d'Archimède qui s'exerce sur la sphère est dirigée vers le haut, et égale au poids d'un kilo. Donc deux solutions : soit la boule fait plus d'un kilo, auquel cas elle coule et on dit qu'elle est plus dense que l'eau. Ou alors la boule fait moins d'un kilo, et on dit qu'elle est moins dense que l'eau : la poussée d'Archimède est plus forte, la boule flotte.