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Cette page vise à imaginer tout un tas d'hypothèses possibles par rapport à une question donnée, et à proposer des protocoles expérimentaux visant à les tester.
Un bateau en granite qui flotte...
Pensez-vous qu’il est possible de faire flotter un bateau en pierre ? Pourquoi des paquebots de plus de 100 000 tonnes ne coulent-ils pas ? Nous vous proposons trois expériences faciles à réaliser pour amener quelques éléments de réponse.
Pour tester cette hypothèse, il est possible de réaliser une expérience testant l’influence de la salinité sur la flottaison.
Matériel :
Prendre deux bouteilles d’eau de 1,5L et les couper à mi-hauteur. Remplir l’une avec de l’eau douce et l’autre avec de l’eau salée (deux cuillères à soupe de sel). Plonger un œuf dans chacune des bouteilles. On observe que l’œuf coule dans l’eau douce et flotte dans l’eau salée.
Expérience détaillée sur la page suivante : Oeuf qui flotte
Conclusion : Cette expérience permet de montrer que la présence de sel dans l’eau a une influence sur la flottaison. Cela est dû au fait que le sel augmente la densité de l’eau (Définition de la densité wikipédia). Cependant, dans cette expérience, l’œuf coule dans l’eau douce. Hors, tous les bateaux ne coulent pas en eau douce. La présence de sel ne suffit donc pas à elle seule à expliquer pourquoi les bateaux flottent.
Pour tester cette hypothèse, nous proposons une expérience qui compare la flottaison d'une embarcation en fonction du nombre et la répartition des charges à l’intérieur.
Matériel :
Pour tester cette hypothèse, nous proposons une expérience qui compare la flottaison dans 3 situations où pour une même masse, le volume augmente.
Matériel :
Prendre trois bouteilles d’eau de 50cl, 1L et 1,5L. Remplir la bouteille de 50cL de sable et placer dans les deux autres la même quantité de sable (de manière à ce qu'elles aient toutes le même poids) et reboucher les bouteilles. Remplir la bassine d’eau et y placer les 3 bouteilles horizontalement (bien répartir le sable). On observe que la bouteille de 50Cl coule et les deux autres non. On remarque que la bouteille de 1 L s'enfonce plus dans l'eau que celle de 1,5 L.
Conclusion : On observe que pour une même masse, plus le volume augmente et plus la flottaison augmente. Un des facteurs intervenants dans la flottaison des bateaux vient donc du fait qu’ils ont un gros volume par rapport à leur poids.
Ce rapport entre le volume et le poids du bateau correspond à la masse volumique. Qu'est ce que la masse volumique?
La flottaison des bateaux est un phénomène complexe qui fait intervenir plusieurs facteurs. Les expériences précédentes nous ont permis de mettre en évidence certains de ces facteurs :
Les expériences que nous avons proposées ne permettent pas mettre en évidence la « responsabilité » de chacun. Les facteurs que nous avons mis en évidence ne sont pas exhaustifs.
Pour aller plus loin...
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