Ã‡a n'a pas l'air lourd !

De Wikidebrouillard.

Article incomplet en cours de rédaction

Sommaire

1 Présentation de l'expérience
2 Matériel
3 L'expérience
4 Explications
- 4.1 Questions sans réponses
- 4.2 Allons plus loin dans l'explication
5 Liens avec d'autres expériences
- 5.1 Expériences sur le Wikidébrouillard
- 5.2 Autres expériences
6 Applications : liens avec le quotidien
7 Catégories

Présentation de l'expérience

L'air a-t-il une masse ? Est-t-il lourd ? Si oui, ne serions-nous pas écrasés par celui-ci ? On peut alors penser que l'air n'a pas de masse et pourtant...

Matériel

1 pic à brochette
3 bouts de ficelle
2 ballons de baudruche

L'expérience

En vidéo

La manipulation

Fabriquer une balance : fixer un fil au milieu du pic à brochette (pour la suspendre), et les deux ballons gonflés à l'identique de chaque côté. Ensuite régler la balance pour qu'il y ait équilibre entre les deux ballons gonflés, en déplaçant le fil du milieu de la balance. La balance se trouve alors en équilibre. A ce moment, dégonfler un des deux ballons.

Une représentation schématique de l'expérience :

1 Pic à brochettes
2 Morceaux de ficelle
3 Ballons de baudruche

Que voit-on ?

La balance penche du coté du ballon gonflé. Le ballon gonflé est donc plus lourd que celui qui est dégonflé.

Explications

Avec cette expérience, on peut le mettre en évidence. En effet, on met la balance à l'équilibre avec les deux ballons gonflés et ce n'est que lorsqu'on enlève de l'air de l'un des deux ballons que la balance se met à pencher du coté du ballon le plus gonflé, ce qui nous permet d'en conclure que la seule chose qui peut influer sur l'équilibre de la balance est l'air contenu dans les deux ballons. On peut alors bien dire que l'air à une masse.

Cependant, quelques questions se posent :

_ Comment se fait-t-il que lorsqu'on lance un ballon de baudruche gonglé et un dégonflé en l'air, celui dégonflé retombe en premier tandis que celui gonflé tend à rester en l'air ?

Certains parlent de poussée d'Archimède, vous savez, cette force qui, lorsqu'on mets un objet dans l'eau, le fait remonter à la surface. Et bien elle ne s'applique pas ici car le ballon est rempli d'air et est plongé dans de l'air, c'est comme si on disait qu'on pouvait couler de l'eau dans de l'eau... La poussée d'Archimède ne s'applique donc pas ici.

En fait, il s'agit là d'une expérience différente de celle avec la balance, puisqu'ici, le ballon est soumis à son propre poids ET aux frottements de l'air sur la surface du ballon.

_ Qu'est-ce que le frottement de l'air ?

C'est cette force qui s'oppose à votre main et l'envoit en arrière quand l'on met sa main à travers la fenêtre de la voiture. Ou encore quand vous faites du vélo, il y'a beaucoup de vent sur votre visage mais pas que, il y'a aussi le frottement de l'air. Et bien ce frottement est plus important si l'on mets sa main à travers la fenêtre plutôt que son doigt. Et le frottement est aussi plus important plus on va vite. En fait, plus l'objet est gros (prend de la place) et plus on va vite, plus il y'a de frottements.

Or le ballon gonflé a un certain volume, à coup sûr plus important que le ballon dégonflé, c'est-à-dire que la ballon gonflé prend plus de place que le ballon dégonflé. C'est pour cela que la ballon gonflé flotte plus longtemps dans l'air, cela est dû aux frottements de l'air.

Ici, avec la balance, il n'y a donc pas de poussée d'Archimède comme dit précédemment et de plus, il n'y pas de frottements car la vitesse est bien trop faible. Le seul facteur ici est donc le poids des ballons, ce poids même qui est plus important plus la masse est importante, l'air a donc bien une masse.