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[ Wikidébrouillard ] Oeuf qui flotte

Oeuf qui flotte

De Wikidebrouillard.
(→Présentation de l'expérience)
 
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=='''Présentation de l'expérience'''==
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Comment faire flotter un oeuf facilement ?
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Comment faire flotter un oeuf facilement ?
== '''Matériel''' ==
== '''Matériel''' ==
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* Un œuf
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* [[Image:Oeuf2.jpg|50px]] Un [[oeuf]]
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* Du gros sel
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* [[Image:Sel.jpg|50px]] Du gros [[sel]]
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* Une bouteille vide
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* [[Image:Bouteille.jpg|50px]] Une [[bouteille]] vide
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* De l’eau
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* [[Image:Eau.jpg|50px]] De l’[[eau]]
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* Une cuillère à soupe
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* [[Image:Cuillere.jpg|50px]] Une [[cuillère]]
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* Un couteau
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* [[Image:Couteau.JPG|50px]] Un [[couteau]]
== '''L'expérience''' ==
== '''L'expérience''' ==
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==='''En vidéo'''===
 
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==='''La manipulation'''===
==='''La manipulation'''===
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* Remplir à moitié un récipient d’eau.
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• Remplir à moitié un récipient d’eau.
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* Mettre un œuf dedans.  
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* Rajouter de l’eau saturée en sel dans le même récipient.
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• Observer.
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• Préparer de l'eau saturée en sel, avec du gros sel de préférence (pour conserver la transparence de l'eau)
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• Rajouter petit à petit l’eau saturée en sel dans le même récipient que l'oeuf et observer.
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==='''Que voit-on ?===
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Lorsque l’œuf est mis dans le récipient d’eau, il coule. Quand l’eau saturée en sel est injectée dans le récipient, il se met à flotter à partir d’une certaine quantité d’eau saturée en sel.
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Lorsque l’œuf est mis dans le récipient d’eau, il coule.
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Quand l’eau saturée en sel est injectée dans le récipient, il se met à flotter à partir d’une certaine quantité d’eau saturée en sel.
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== '''Explication''' ==
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Un œuf comestible est plongé dans un récipient d’eau, il coule, cela est dû au fait que sa densité soit plus forte que celle de l’eau. Lorsque l’on rajoute de l’eau saturée en sel, la densité de la solution eau-sel devient plus forte que celle de l’œuf. De faite, l’œuf se met à flotter
 
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==='''De manière simple'''===
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Un œuf comestible est plongé dans un récipient d’eau douce, il coule, cela est dû au fait que sa densité est plus forte que celle de l’eau douce. L'oeuf est plus "lourd" que l'eau douce.
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== '''Questions sans réponses''' ==
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Lorsque l’on rajoute de l’eau saturée en sel, la densité de l'eau salée devient plus forte. L'eau devient plus "lourde" que l'oeuf. L’œuf, moins dense que l'eau, se met alors à flotter. Ou alors l'oeuf se maintient dans l'eau si la densité de l'eau salée est égale à celle de l'oeuf.
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Ici je met les questions soulevée par l'expérience qui n'ont pas trouvée de réponses !!
 
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== '''Concepts scientifiques associés''' ==
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==='''Allons plus loin dans l'explication'''===
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L’œuf subit deux forces, la gravitation et la poussée d’Archimède :
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Plongé dans l'eau, l’œuf subit deux forces, le poids et la poussée d’Archimède. Dans l'eau douce, l'oeuf coule, cela signifie qu'il est plus dense que l'eau mais aussi que son poids est supérieur à la poussée d’Archimède.
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'''La poussée d'Archimède est une force qui s'oppose au poids. Elle s'applique sur les objets placés dans un fluide, comme l'eau.'''
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Lorsque l’on rajoute de l’eau saturée en sel, la densité de la solution eau-sel devient plus forte. L'eau devient alors plus dense que l'oeuf, et l'oeuf se met à flotter.
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Le poids qui est la force gravitationnelle :
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Présentation et schéma des trois cas :
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<math>
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* Premier cas : l’œuf coule dans le liquide qui est l’eau :
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\vec P = m_{0}.\vec G = \rho_{0}.V_{0}.\vec G
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</math>
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P est la valeur de la force gravitationnelle, elle s’exprime en Newton (N).
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[[Image:Archimede coule.jpg]]
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Mo est la masse de l’œuf, elle s’exprime en kilogramme (kg).
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ρo est la masse volumique de l’œuf en kg/m³.
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Vo est le volume de l’œuf en m³.
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G est la gravité, elle s’exprime en kg/N ou en m/s² et elle vaut 9,8 N/kg
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La poussée d’Archimède :
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F ⃗_a=-ρ∙V_o∙G ⃗
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<math>
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\vec F_{a] = -\rho.V_{0}.\vec G
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</math>
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Fa est la valeur de la poussée d’Archimède en N.
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G est la gravité.
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Vo est le volume de l’œuf, il s’exprime en m3.
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ρ est la masse volumique de la du liquide dans le récipient, elle s’exprime en kg.m-3.
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A partir de ces deux forces, plusieurs cas se présentent.
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* Premier cas : l’œuf coule dans le liquide qui est l’eau :
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Si l’œuf coule dans le liquide, cela signifie que le poids est supérieur à la poussée d’Archimède.
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L’œuf coule dans le liquide, cela signifie que le poids est supérieur à la poussée d’Archimède.
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<math>
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\vec P + \vec (F_a)
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m_{0}  G > \rho V_{0} G
+
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m_{0} > \rho V_{0}
+
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\frac {m_{0}}{V_{0}} > \rho
+
-
\rho_{0} > \rho
+
-
</math>
+
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A travers ces équations, on parvient à démontrer qu’il y a un lien étroit entre la poussée d’Archimède et les masses volumiques de l’œuf et de l’eau. Ici, l’œuf coule car sa masse volumique est plus forte que celle de l’eau.
 
* Deuxième cas : on rajoute du sel dans l’eau, l’œuf flotte.
* Deuxième cas : on rajoute du sel dans l’eau, l’œuf flotte.
 +
[[Image:Archimede flotte.jpg]]
-
L’œuf est au fond du bocal, on rajoute maintenant du sel dans le bocal. La masse volumique du sel est de 2200 kg.m-3, soit, supérieure à celle de l’eau qui est  de 1000 kg.m-3 et qui est elle-même inferieure à celle de l’œuf.
+
L’œuf est au fond du bocal, on rajoute maintenant du sel dans le bocal.
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Lorsque le sel est rajouté dans l’eau, il se dissout et le mélange eau-sel donne une solution dont sa masse volumique appelée ρs varie en fonction de la quantité de sel. Plus on met du sel dans cette solution, plus la masse volumique ρs augmente. Il arrive un moment où la masse volumique ρs devient supérieure à la masse volumique de l’œuf ρo,et l’œuf se met à flotter dans la solution. 
+
Lorsque le sel est rajouté dans l’eau, il se dissout et le mélange eau-sel donne une solution dont la masse volumique varie en fonction de la quantité de sel.
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La densité de l'oeuf est inférieure à la densité de l'eau salée dans le cas présent.
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ρ_o<ρ_s
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m_o/V_o <ρ_s
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m_0<ρ_s∙V_o
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m_0∙G<ρ_s∙V_o∙G
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P<F_a
+
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<math>
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\rho_{0} < \rho_{s}
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\frac {m_{0}}{>V_{0}} < \rho_{s}
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m_{0} < \rho{s} V_{0}
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m_{0}G < \rho_{s}V_{0}G
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\| P \| < \| F_{a} \|
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</math>
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Voici la démonstration, la masse volumique de la solution eau-sel est supérieure à celle de l’œuf, de fait, De ce fait, la poussée d’Archimède est supérieure au poids de l’œuf qui se met donc à flotter dans le bocal.
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*Troisième cas : l’œuf reste en sustentation dans la solution :
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Si la quantité de sel est dosée de manière à ce que la masse volumique ρs soit égale à la masse volumique de l’œuf ρo, alors le poids et la poussée d’archimède Archimède se compense. Ainsi l’œuf peut rester en sustentation dans la solution.
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<math>
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\rho_{0}=\rho_{s}
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\| \vec P \| = \| \vec F_{a}
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<math>
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* Troisième cas : l’œuf reste en sustentation (il reste entre deux eaux) dans la solution :
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[[Image:Archimede sustant.jpg]]
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Concepts scientifiques associés
+
La densité de l'oeuf est égale à la densité de l'eau salée dans le cas présent.
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La relation fondamentale de la dynamique
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== '''Liens vers d'autres expériences''' ==
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'''Sur Wikidebrouillard'''
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[[La montgolfière... s'envoie en l'air]]
-
Application : lien avec le quotidien
+
[[Les Ballasts d'un sous-marin]]
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La flottaison des bateaux
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[[Orange flotte et coule]]
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Fonctionnement du sous marin
+
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La même expérience peut être réalisée avec de l'eau sucrée, comme ici dans l'émission '''Jus de Citron''' par les Petits Débrouillards [https://www.youtube.com/watch?v=zurNZpee3Ys]
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Liens avec d’autres expériences
+
== '''Application : Liens avec le quotidien''' ==
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Les bateaux, les sous marins et même certains animaux marins utilisent ce même principe pour pouvoir flotter. Les sous-marins et les animaux marins possédant une vessie natatoire peuvent faire varier leur densité afin de naviguer à différentes profondeurs.
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C'est également le principe qui est utilisé par les montgolfières, sauf qu'elles se déplacent dans un autre fluide : l'air.
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<math></math>
 
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ne pas hésiter à faire des liens avec l'encyclopédie :[http://fr.wikipedia.org/wiki/Accueil Wikipédia ]
 
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== '''Application : Liens avec le quotidien''' ==
 
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C'est de la culture, ça aide à comprendre le monde !!
 
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== '''Liens avec d'autres expériences''' ==
 
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Penser à fixer une ou des catégories adaptées.
 
[[Catégorie:Physique]]
[[Catégorie:Physique]]
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[[Catégorie:Orthographe et style à corriger]]
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[[Catégorie:mécanique]]
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[[Catégorie:Fiche à Valider]]
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[[Catégorie:dynamique des fluides]]
 +
[[Catégorie:poussée d'Archimède]]
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[[Catégorie:thermodynamique]]
 +
[[Catégorie:densité]]
[[Catégorie:expérience]]
[[Catégorie:expérience]]
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[[Catégorie:Vidéo à réaliser]]

Version actuelle en date du 1 juillet 2016 à 13:46

Sommaire

Présentation de l'expérience

Comment faire flotter un oeuf facilement ?

Comment faire flotter un oeuf facilement ?

Matériel

L'expérience

La manipulation

• Remplir à moitié un récipient d’eau. • Mettre un œuf dedans. • Observer. • Préparer de l'eau saturée en sel, avec du gros sel de préférence (pour conserver la transparence de l'eau) • Rajouter petit à petit l’eau saturée en sel dans le même récipient que l'oeuf et observer.


Que voit-on ?

Lorsque l’œuf est mis dans le récipient d’eau, il coule. Quand l’eau saturée en sel est injectée dans le récipient, il se met à flotter à partir d’une certaine quantité d’eau saturée en sel.


Explication

De manière simple

Un œuf comestible est plongé dans un récipient d’eau douce, il coule, cela est dû au fait que sa densité est plus forte que celle de l’eau douce. L'oeuf est plus "lourd" que l'eau douce.

Lorsque l’on rajoute de l’eau saturée en sel, la densité de l'eau salée devient plus forte. L'eau devient plus "lourde" que l'oeuf. L’œuf, moins dense que l'eau, se met alors à flotter. Ou alors l'oeuf se maintient dans l'eau si la densité de l'eau salée est égale à celle de l'oeuf.


Allons plus loin dans l'explication

Plongé dans l'eau, l’œuf subit deux forces, le poids et la poussée d’Archimède. Dans l'eau douce, l'oeuf coule, cela signifie qu'il est plus dense que l'eau mais aussi que son poids est supérieur à la poussée d’Archimède. 

La poussée d'Archimède est une force qui s'oppose au poids. Elle s'applique sur les objets placés dans un fluide, comme l'eau.

Lorsque l’on rajoute de l’eau saturée en sel, la densité de la solution eau-sel devient plus forte. L'eau devient alors plus dense que l'oeuf, et l'oeuf se met à flotter.

Présentation et schéma des trois cas :

  • Premier cas : l’œuf coule dans le liquide qui est l’eau :

Image:Archimede coule.jpg

L’œuf coule dans le liquide, cela signifie que le poids est supérieur à la poussée d’Archimède.


  • Deuxième cas : on rajoute du sel dans l’eau, l’œuf flotte.

Image:Archimede flotte.jpg

L’œuf est au fond du bocal, on rajoute maintenant du sel dans le bocal. Lorsque le sel est rajouté dans l’eau, il se dissout et le mélange eau-sel donne une solution dont la masse volumique varie en fonction de la quantité de sel. La densité de l'oeuf est inférieure à la densité de l'eau salée dans le cas présent.


  • Troisième cas : l’œuf reste en sustentation (il reste entre deux eaux) dans la solution :

Image:Archimede sustant.jpg

La densité de l'oeuf est égale à la densité de l'eau salée dans le cas présent.

Liens vers d'autres expériences

Sur Wikidebrouillard

La montgolfière... s'envoie en l'air

Les Ballasts d'un sous-marin

Orange flotte et coule

La même expérience peut être réalisée avec de l'eau sucrée, comme ici dans l'émission Jus de Citron par les Petits Débrouillards [1]

Application : Liens avec le quotidien

Les bateaux, les sous marins et même certains animaux marins utilisent ce même principe pour pouvoir flotter. Les sous-marins et les animaux marins possédant une vessie natatoire peuvent faire varier leur densité afin de naviguer à différentes profondeurs.

C'est également le principe qui est utilisé par les montgolfières, sauf qu'elles se déplacent dans un autre fluide : l'air.

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