Est-il possible de changer l’eau en cola?
Quels sont les liens avec mon programme d'études?
Explorez le concept de déplacement des fluides dans cette activité.
Vous Avez Besoin
- Bouteille à boisson gazeuse de 2 litres (vide)
- Paillettes
- Couteau de bricolage ou ciseaux
- Eau
- Cola
- Petit tube en plastique ou grande paille (environ 10 cm de long)
- Colle
- Pâte à modeler
- Tasses en plastique (2)
- Papier de bricolage
- Peinture
- Assiette en polystyrène
Précautions à prendre!
Les adultes doivent aider les enfants pour découper la bouteille à boisson gazeuse de 2 litres et y percer l’orifice pour le tube en plastique.
Mesures à prendre
- Remplissez la moitié de la bouteille avec du cola (il peut être dilué); le cola ne doit pas atteindre le trou. Placez une tasse à l’intérieur de la bouteille et une autre tasse à l’extérieur, sous l’extrémité du tube qui sort de la bouteille. Si la tasse à l’intérieur de la bouteille n’est pas stable, découpez dans l’assiette en polystyrène un cercle suffisamment grand pour tenir dans la bouteille. Posez le cercle en polystyrène à la surface du cola, puis placez la tasse sur le polystyrène.
- Annoncez que vous allez transformer de l’eau en cola.
- Versez de l’eau dans la tasse qui flotte à l’intérieur de la bouteille. Du cola commencera à sortir du tube et se déversera dans la seconde tasse.
Découverte
Quand vous versez l’eau dans la tasse flottante, celle-ci s’alourdit et s’enfonce dans le cola, qui est repoussé vers le haut. Le niveau de cola monte jusqu’à atteindre le niveau du tube, par lequel il s’écoule. La quantité de cola qui est expulsée est identique à la quantité d’eau qui a été versée dans la tasse. C’est ce qu’on appelle un déplacement.
Le déplacement est un concept important en mécanique des fluides, le domaine de la physique qui étudie les propriétés des fluides et les forces qui agissent sur eux. L’un des concepts les plus importants en mécanique des fluides est le principe d’Archimède. Selon ce principe, quand un objet est plongé dans un liquide, il subit une poussée verticale qui s’exerce de bas en haut. C’est ce qu’on appelle la flottabilité, ou poussée d’Archimède. L’amplitude de cette poussée verticale est égale au volume de liquide qui a été déplacé par l’objet. Le principe d’Archimède joue un rôle important dans la conception des bateaux, car si l’on ne calcule pas correctement les volumes, le bateau coulera!
Nous pouvons aussi observer le déplacement lorsque nous sautons dans une piscine ou mettons un glaçon dans un liquide. En connaissant le volume de liquide qui a été déplacé, nous pouvons établir le volume de l’objet qui y a été plongé.
- Que se passe-t-il si nous ajoutons un glaçon dans le cola avant de remplir la tasse dans la bouteille?
- Pouvez-vous faire un autre tour de magie qui repose sur le principe du déplacement?
Pour plus d’informations sur ce sujet, consultez ces ressources de Parlons sciences :
- Concevoir et de construire un engin flottant (Leçons) - Les élèves travaillent en équipe afin de concevoir et de construire un engin flottant.
- Quelle proportion d’un iceberg dépasse de l’eau? (Activités pratiques) -
- Pourquoi les navires flottent-ils? (Les STIM en contexte) - T’es-tu déjà demandé pourquoi les navires se maintiennent à flot? La réponse est dans la flottabilité!
Qu’est-ce qui se passe?
Quand vous versez l’eau dans la tasse flottante, celle-ci s’alourdit et s’enfonce dans le cola, qui est repoussé vers le haut. Le niveau de cola monte jusqu’à atteindre le niveau du tube, par lequel il s’écoule. La quantité de cola qui est expulsée est identique à la quantité d’eau qui a été versée dans la tasse. C’est ce qu’on appelle un déplacement.
Pourquoi est-ce important?
Le déplacement est un concept important en mécanique des fluides, le domaine de la physique qui étudie les propriétés des fluides et les forces qui agissent sur eux. L’un des concepts les plus importants en mécanique des fluides est le principe d’Archimède. Selon ce principe, quand un objet est plongé dans un liquide, il subit une poussée verticale qui s’exerce de bas en haut. C’est ce qu’on appelle la flottabilité, ou poussée d’Archimède. L’amplitude de cette poussée verticale est égale au volume de liquide qui a été déplacé par l’objet. Le principe d’Archimède joue un rôle important dans la conception des bateaux, car si l’on ne calcule pas correctement les volumes, le bateau coulera!
Nous pouvons aussi observer le déplacement lorsque nous sautons dans une piscine ou mettons un glaçon dans un liquide. En connaissant le volume de liquide qui a été déplacé, nous pouvons établir le volume de l’objet qui y a été plongé.
Aller plus loin
- Que se passe-t-il si nous ajoutons un glaçon dans le cola avant de remplir la tasse dans la bouteille?
- Pouvez-vous faire un autre tour de magie qui repose sur le principe du déplacement?
Pour plus d’informations sur ce sujet, consultez ces ressources de Parlons sciences :
- Concevoir et de construire un engin flottant (Leçons) - Les élèves travaillent en équipe afin de concevoir et de construire un engin flottant.
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