Force centrifuge

De Wikidebrouillard.

Article incomplet en cours de rédaction

Modèle:Vidéo

Sommaire

1 Présentation de l'expérience
2 Matériel
3 L'expérience
- 3.1 La manipulation
- 3.2 Que voit-on ?
4 Explications
- 4.1 De manière simple
- 4.2 Allons plus loin dans l'explication
5 Applications : liens avec le quotidien
6 Lieux propices à sa réalisation
7 Catégories

Présentation de l'expérience

Comment distinguer facilement un œuf dur, d'un œuf cru ?

Matériel

L'expérience

La manipulation

Faire chauffer l'eau dans la casserole,et y plonger un œuf. Le retirer après environ 10 minutes. Ensuite sur une table faire tourner les deux œufs simultanément à la même vitesse. Observer. Pendant qu'ils tournent, arrêter la rotation des œufs avec la main et enlever aussitôt la main des œufs. Observer ensuite l'effet de la force centrifuge sur le mouvement des deux œufs.

Que voit-on ?

Lors de la rotation des œufs, on constate que l'œuf dur tourne plus vite que l'œuf cru. Après avoir arrêté la rotation des œufs, on constate que l'œuf cru continu un peu de tourner. Alors que le dur lui reste immobile.

Explications

De manière simple

Une fois qu'un œuf ait été cuit, l'intérieur de celui devient solidaire de la coquille. Contrairement à un œuf cru, qui lui possède un intérieur (blanc et jaune), mobile par rapport à la coquille. Du coup lorsque l'on fait tourner l'œuf dur, l'intégralité de l'œuf tourne à la même vitesse. Alors qu'en ce qui concerne l'œuf cru, la coquille ne tourne pas à la même vitesse que l'intérieur. La différence de vitesse de rotation est donc du à l'intérieur de l'œuf qui bouge indépendamment de la coquille, ce qui à tendance à freiner le mouvement de rotation de la coquille. Le problème demeure identique lorsque l'on stoppe la rotation de l'œuf. On stoppe en fait uniquement le mouvement de la coquille et non le mouvement de l'intérieur. L'intérieur liquide à tendance lui à continuer d'entrainer en rotation l'œuf. On en conclut donc que l'intérieur de l'œuf cru, impose sous mouvement à la coquille et la met en mouvement.

Allons plus loin dans l'explication

Lors de cette expérience nous mettons en fait en évidence deux phénomènes physiques. Le premier étant le mise en évidence de la force centrifuge. La force centrifuge est une force fictive physique, existant uniquement lors d'un mouvement de rotation d'un corps. Cette force à pour conséquence d'éloigner le centre de gravité du corps en rotation, du centre de rotation. Ce phénomène peut s'observer lorsque le référentiel utilisé (ici celui attaché à l'œuf) est en rotation par rapport à un référentiel galiléen. La force centrifuge à pour conséquence dans notre expérience d'empêcher (ou de ralentir) la rotation de l'œuf cru. En effet du fait que l'intérieur de l'œuf soit liquide, lors de la rotation de la coquille le jaune se retrouve plaqué sur la coquille ce qui à tendance à bloquer la rotation de la coquille. Le phénomène se fait nettement moins ressentir pour l'œuf dur, car le jaune et rendu solidaire de la coquille suite à la cuisson. Ensuite le phénomène observé lorsque l'on stoppe les œufs, autrement dit le fait que l'œuf cru se remet à tourner, est du à ce que l'on appelle la force d'inertie. L'inertie, est le fait que tout corps à tendance à conserver sa vitesse au fil du temps. C'est ce qui explique le fait que l'œuf cru recommence à tourner lorsque l'on relâche les œufs. Le phénomène ne se présente pas sur l'œuf dur, car une fois que l'on a stoppé le mouvement de rotation de la coquille et donc de l'ensemble de l'œuf, l'inertie impose à l'œuf de garder sa vitesse. Autrement dit, l'œuf dur reste à vitesse nulle. Ce qui n'arrive pas avec l'œuf cru, car l'on stoppe uniquement le mouvement de la coquille et non de l'intérieur. Autrement dit, la coquille à tendance à rester à vitesse nulle, alors que l'intérieur qui est encore mut d'un mouvement de rotation à tendance à continuer de tourner. C'est ce qui explique que l'œuf cru tourne encore après être relâché. L'œuf finit tout de même par s'arrêter, et ce uniquement à cause des frottements de la coquille sur la table.