Le pouvoir de la force

Recette

… avec mme Sciences !

Matériel

1 bouteille pleine d’eau

1 stylo bille

1 morceau de fil de fer ou de pâte à fixe

Variante: un sachet de ketchup ou de mayo

Durée de l’expérience

5 mn

1

Remplir la bouteille d’eau au maximum.

2

Enlever la mine du stylo, ajouter du fil de fer ou de la pâte à fixe pour alourdir un peu le stylo: il devient alors un ludion !

3

Placez le stylo dans la bouteille : il doit flotter. Refermez la bouteille.

4

Tenez la bouteille avec une main et serrez-la, le stylo va alors descendre. Suivez le stylo avec votre autre main pour donner l’illusion de contrôle !

Si vous relâchez légèrement, le stylo va remonter.

Explications simples :

Le sachet de ketchup ou le stylo sans mine sont appelé “ludion” dans cet expérience.
En appuyant sur la bouteille on exerce une pression dessus. La bouteille étant fermée, l’augmentation de la pression va entraîner la chute du ludion. Si on relâche, la pression va alors diminuer et le ludion remonter.

Explications scientifiques

Le stylo contient de l’air. Le sachet de ketchup aussi. Une fois dans l’eau, plusieurs forces s’appliquent dessus :

Son poids, qui agit vers le bas (il sera constant)
La poussée d’Archimède, qui agit vers le haut et qui dépend du volume de l’air (elle peut donc varier en fonction de la pression)

A l’état initial, la poussée d’Archimède est plus forte que le poids ce qui va faire flotter le “ludion”. Quand on comprime la bouteille, la pression augmente, entraînant la diminution du volume de l’air dans le ludion. Par conséquence la poussée d’Archimède diminue aussi: elle devient plus faible que le poids, le ludion coule. Enfin, si les deux forces sont égales, on peut stabiliser le ludion dans l’eau.

Pour aller plus loin :

https://studylibfr.com/doc/7097938/bac-s-2012-liban-exercice-2—le-ludion–5-points–correc
https://kimunga.com/ketchup-anti-gravite

Le pouvoir de la force

Recette