I believe I can fly

Vidéo de nos expériences: 

 

https://www.youtube.com/watch?v=KgkpHtLmK0s

 

 

Siphon

 

Hypothèse:

Le fluide (ici fluorescéine) contenu dans le premier récipient se vide dans la deuxième vase à l'aide d'un tuyau.

 

Protocole:

Nous avons commencé par remplir un premier récipient de fluorescéine. Puis introduis un tuyau transparent et vider l'air contenu dedans. Dès que celui-ci fut vidé de son air nous avons bouché une extrémité du tuyau à l'aide d'un doigt. Ensuite nous avons retiré notre doigt après avoir mi cette même extrémité dans le second récipient.

 

Observation:

Enfin nous observons que le liquide se vide dans le saladier situé en contrebas.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Interprétation:

Cette expérience demande là encore deux récipients, et un tuyau. L’expérience consiste à vider l'un des récipients dans l'autre. Pour que le transvasement soit complet, il faut que le récipient à remplir soit plus bas que le récipient à vider Le fonctionnement d'un siphon est similaire à celui des vases communicants. Le mouvement du fluide sert donc à rétablir l'équilibre entre les deux récipients. Dès que le poids est plus important dans l'un que dans l'autre, le fluide s'écoule via le tuyau. Ce qui est intéressant, c'est que le tuyau qui relie les deux récipients lui peut-être surélevé par rapport au reste du système sans que l'écoulement ne cesse. Cela est dû au faite que nous avons continuité dans le fluide. Si nous avions un petit trou dans le tuyau par exemple qui laisserait passer l'air, cela ne marcherait plus. Lorsque le tuyau serait en bas, nous aurions une fuite; et lorsque le tuyau serait en haut, l'air rentrerait dans le tuyau et la communication entre les deux récipients serait coupée.

 

Conclusion:

Toutefois, nous pouvons nous attarder sur la question: comment le fluide fait pour monter dans le tuyau ? Dans un premier temps il est important de rappeler que pour qu'un siphon fonctionne, il faut que le tuyau soit plein d'eau et qu'un des bouts soit trempé dans le récipient que l'on veut vider (comme sur le schéma). L'astuce ici c'est que l'eau comme tous les liquides a la propriété d'être continue ; ce qui fait que tant que nous n'avons pas d'interruption (poche d'air par exemple) entre le début et la fin du tuyau, l'eau continuera à s'écouler.

 

 

 

Balle de Ping Pong dans un entonnoir

 

Hypothèse:

La balle de ping-pong tourne dans l'entonnoir grâce à un souffle exercé dans la partie étroite par Arthur.

 

Protocole:

Nous avons placé la balle de l'entonnoir. Puis nous avons posé nos lèvres délicatement sur la partie fine de celui-ci.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Observation:

On a ensuite soufflé à l'intérieur de l'entonnoir et la balle s'est mise à rouler, tourner contre les parois.

 

Interprétation:

Ici, nous avons besoin d'un entonnoir avec une géométrie relativement arrondie. (Attention certaines courbes d'entonnoir vont mieux que d'autres pour cette expérience. Si vous voulez reproduire cette dernière, nous vous conseillons d'essayer d'abord l'entonnoir avant de l'acheter). Il faut également une balle de ping- pong. L'expérience consiste à placer la balle dans l'entonnoir et de souffler fort. L'ensemble peut alors être placé vertical (balle vers le bas), la balle ne tombera pas, tant que l'on souffle. L'écoulement d'air ainsi créé va être compris entre l'entonnoir et la balle de ping-pong. Il est facile de voir alors que la section au-dessus de la balle est plus faible que la section au-dessous. Il y aura donc une différence de pression entre le dessus et le dessous de la balle. C'est cette dépression (ou cette différence de pression suivant la formulation que l'on préfère) qui maintient la balle en suspension. Bien que nous ayons ici le même phénomène que dans l'expérience précédente, cela n'est qu'une explication partielle du phénomène. En effet, quelle que soit la géométrie de l'entonnoir, cette différence de pression sera toujours vraie pour peu que la section la plus faible soit au-dessus. Néanmoins l'expérience ne marche pas bien avec tous les entonnoirs. (Pour certains, il faudrait souffler beaucoup plus fort pour obtenir le même résultat.) Le phénomène est donc dépendant de la géométrie de l'entonnoir et donc de l'écoulement d'air.

 

Conclusion:

Là encore, ne pouvant expliquer le phénomène dans les règles de l'art, nous ne nous y risquerons pas de peur de n'être pas assez rigoureux. D'autant plus que d'autres phénomènes rentrent en ligne de compte. La problématique ici est d'émettre les bonnes hypothèses quant à la géométrie de l'entonnoir. En effet c'est cette forme qui va déterminer les limites et donc la forme que prendra l'écoulement de l'air.

 

 

Expérience du principe de Bernoulli

 

Hypothèse:

On suppose que les feuilles de papiers vont se rapprocher et éventuellement se toucher.

 

 

 

 

 

 

 

 

Protocole:

On agrafe deux feuilles de papier à un cadre en carton de 21 cm de long et de 5cm de large. On élève ce cadre en carton à l'aide de 2 trépieds de même pour le sèche-cheveux afin qu'il soit à la bonne hauteur. Puis on allume le sèche-cheveux à la première puissance et ensuite à la seconde puissance.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Observation:

Lorsqu'on allume le sèche-cheveux à la première puissance, on voit nettement que les feuilles se rapprochent sans se toucher. Puis à la seconde puissance du sèche-cheveux, on voit que les deux feuilles se touchent très largement.

 

 

 

Interprétation:

Grâce à cette expérience, on observe que le rapprochement des feuilles est dû à une dépression entre celles-ci. On peut donc en déduire que cette dépression est causée par l'augmentation de la vitesse du vent (augmentée par le sèche-cheveux): c'est inversement proportionnel, plus la vitesse augmente plus la pression diminue.

 

 

 

 

Expérience sur les forces pressantes :

Hypothese:
Le ballon va gonfler sans que de l'air ne rentre ou ne sorte à l'interieur du ballon.

Protocole:
On gonfle un ballon de baudruche, on le met ensuite à l'interieur d'une cloche à vide. On branche une pompe à air, puis on active celle ci.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Observation:
L'orsqu'on allume la pompe à vide, on voit que le ballon se gonfle sans même lui injecter de l'air ou n'importe quel fluide.

 Interprétation:
Grâce a cette expérience, on observe  que le ballon gonfle grâce à une surpression entre l'interieur du ballon et l'exterieur du ballon. Cette surpression entraîne une poussée de l'air de l'intérieur vers l'exterieur ce qui repousse donc les parois du ballon et le fait gonfler.

Conclusion:
Grâce à cette expérience, on a démontré que une surpression entraînait une poussée. C'est le même principe pour les ailes d'avion: l'aile crée une dépression sur son extrados ce qui entraîne une poussée de l'air au niveau de l'intrados et fait monter l'avion.