Verre à l'envers !
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Version du 23 mai 2008 à 10:35
Sommaire |
Présentation de l'expérience
Présenter l'expérience sous forme de défi, d'énigme, de questionnements ou autres.
Matériel
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Un Verre
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Une bouteille en plastique
-
De l'eau
- Fichier:Un carré de carton.JPEG Un carré de carton
L'expérience
En vidéo
La manipulation
Je décris l'expérience
1-Remplir le verre aux trois quarts d'eau.
2-Déposer le carton sur le dessus du verre.
3-Tout en maintenant fermement le carton, retourner le verre.
Que voit-on ?
On constate que quand on enlève la main, le carton reste collé au verre et l'eau ne tombe pas.
Explications
De manière simple
Deux phénomènes expliquent pourquoi l'eau et le carton ne tombent pas :
1.La pression exercée sur le carton : elle est plus forte à l'extérieur que dans le verre.
2.L'attraction entre les molécules de l'eau, du verre et du carton : elle crée une sorte de lien entre l'eau et le carton.
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
Un rapide calcul permet de déterminer que le poids de l'eau contenue dans le verre est ρ*g*V, où V est le volume d'eau contenu dans le verre, g l'accélération de la pesanteur, et ρ la masse volumique de l'eau. D'autre part, la force exercée par la pression atmosphérique sur le fond du verre est P*S où P est la pression atmosphérique et S la surface d'eau sur laquelle elle s'exerce.
Si on fait le rapport des deux, on trouve : Force de pression/Poids = P*S /(ρ*g*V) soit, si V = S*h (cas d'un verre cylindrique)
Force de pression/Poids = P/(ρ*g*h)
Appelons H la longueur P/(ρ g), on a, avec P (pression atmosphérique) =1,0 × 105 Pa, ρ = 1,0 × 10Modèle:Exp kg.mModèle:Exp, et g = 9,8 m.sModèle:Exp H = 10 m
On a alors Force de pression/Poids = H/h, donc pour un verre contenant une hauteur d'eau de 10 cm, la force de pression est 100 fois plus grande que le poids!!
Ainsi, le poids d'une colonne d'eau arrivera à compenser la pression atmosphérique
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