Ballon en lévitation
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| + | Si un liquide s'écoule dans une canalisation (ici, l'air sortant du sèche cheveux), alors comme il est incompressible, son débit (volume transitant à travers une surface par unité de temps) est constant. Si la canalisation s'élargit, alors la vitesse diminue (puisque le débit est le produit de la vitesse par la section, les deux varient à l'inverse). Le théorème de Bernoulli nous indique alors que la pression augmente. À l'inverse, si la canalisation se rétrécit, le fluide accélère et sa pression diminue ; '''c'est l'effet Venturi'''. | ||
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| + | Si maintenant la conduite reste de section constante mais que l'on met un obstacle à l'intérieur (ici, le ballon ou la bille) ; l'obstacle diminue la section, on a donc le même effet. Si cet obstacle est un cylindre tournant, d'axe perpendiculaire à l'axe de la canalisation, alors le frottement accélère le fluide d'un côté et le ralentit de l'autre. On a donc une diminution de pression d'un côté et une augmentation de l'autre, le cylindre subit une force : c'est l'effet Magnus (notons que l'on considère souvent l'effet Magnus dans l'air, qui est un fluide compressible, mais le principe général reste le même). | ||
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| + | Liens explicatifs : http://fr.wikipedia.org/wiki/Effet_Venturi | ||
| + | http://www.unilim.fr/scientibus/36manips/fiche_det.php?num_manip=10 | ||
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Version du 12 décembre 2007 à 23:46
Sommaire |
Présentation de l'expérience
Comment immobiliser un ballon dans l'air... en soufflant dessus ?!
Matériel
- un ballon de baudruche (ou tout autre objet sphérique et léger : balle de ping pong, petit pois, ...)
- un sèche cheveux (ou tout autre objet soufflant)
L'expérience
En vidéo
La manipulation
- Gonfler le ballon de baudruche (pas trop !).
- Orienter le sèche cheveux verticalement vers le haut.
- Placer le ballon de baudruche dans le flux d'air.
Que voit-on ?
Le ballon se stabilise dans le flux d'air. Vous pouvez même orienter le flux d'air (le sèche cheveux), le ballon suivra !
Explications
De manière simple
Je propose une explication scientifique de manière simple, de la façon la plus imagée possible.
Imaginez que vous expliquer l'expérience à un enfant ou à une personne non scientifique.
Questions sans réponses
Ici je mets les questions soulevées par l'expérience, qui n'ont pas trouvées de réponses !!
Allons plus loin dans l'explication
Développons les concepts scientifiques associés.
Si un liquide s'écoule dans une canalisation (ici, l'air sortant du sèche cheveux), alors comme il est incompressible, son débit (volume transitant à travers une surface par unité de temps) est constant. Si la canalisation s'élargit, alors la vitesse diminue (puisque le débit est le produit de la vitesse par la section, les deux varient à l'inverse). Le théorème de Bernoulli nous indique alors que la pression augmente. À l'inverse, si la canalisation se rétrécit, le fluide accélère et sa pression diminue ; c'est l'effet Venturi.
Ce résultat est assez peu intuitif (on s'attendrait à ce que la pression augmente lorsque la section diminue).
Si maintenant la conduite reste de section constante mais que l'on met un obstacle à l'intérieur (ici, le ballon ou la bille) ; l'obstacle diminue la section, on a donc le même effet. Si cet obstacle est un cylindre tournant, d'axe perpendiculaire à l'axe de la canalisation, alors le frottement accélère le fluide d'un côté et le ralentit de l'autre. On a donc une diminution de pression d'un côté et une augmentation de l'autre, le cylindre subit une force : c'est l'effet Magnus (notons que l'on considère souvent l'effet Magnus dans l'air, qui est un fluide compressible, mais le principe général reste le même).
Liens explicatifs : http://fr.wikipedia.org/wiki/Effet_Venturi http://www.unilim.fr/scientibus/36manips/fiche_det.php?num_manip=10
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