The submarine — what an elevator!
Au départ, on ajuste la densité de l'ensemble (tube + trombone + eau + air) pour qu'elle soit proche ou un peu inférieure à celle de l'eau : le « plongeur » flotte.
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Matériel nécessaire
Cochez le matériel disponible avant de commencer — comme dans le guide de l'animateur.
Déroulement de l'activité
Suivez les étapes dans l'ordre, comme dans le livret animateur.
Préparer le tube
Obstrue le petit trou au milieu du tube de stylo avec du ruban adhésif. Fixe un trombone sur la partie basse du tube, près de l'ouverture.
Remplir la bouteille
Verse de l'eau dans une bouteille transparente sans la remplir complètement (laisse un peu d'air).
Perce et charge le plongeur
Perce le petit capuchon du stylo avec un compas puis un clou ou un pic. Immerge le tube jusqu'à le remplir aux trois quarts d'eau, puis ferme le petit orifice avec de la pâte à modeler pour que le stylo flotte à la verticale.
Fermer et questionner
Ferme bien la bouteille, pose-la devant le groupe. Demande : comment faire monter ou descendre le stylo à la hauteur voulue sans bouger, ouvrir ni retourner la bouteille ?
Presser la bouteille
Il suffit d'appuyer sur les parois : le niveau d'eau monte dans le tube et le plongeur s'enfonce ; en relâchant, il remonte.
Comprendre
Au départ, on ajuste la densité de l'ensemble (tube + trombone + eau + air) pour qu'elle soit proche ou un peu inférieure à celle de l'eau : le « plongeur » flotte. En pressant la bouteille, la pression de l'eau augmente, de l'eau entre dans le tube (où la pression d'air est plus faible), le poids augmente et dépasse la poussée d'Archimède : le tube descend. En relâchant, l'air reprend son volume, chasse l'eau en trop, la densité diminue et le tube remonte. L'expérience relie pression, densité et flottabilité.
Application — dans la vie quotidienne
C'est le principe du « plongeur cartésien » et, en simplifiant, celui des ballasts de sous-marins : en contrôlant air et eau, on fait monter ou descendre un objet dans un liquide.
Précautions
- Percer le capuchon avec un compas ou un clou uniquement sous supervision d'un adulte.
- Ne pas forcer excessivement sur la bouteille.