Une histoire de pression

Fabriquer un petit pulvérisateur

Matériel :

Il te faut assez peu de choses

Un verre

Une paille

De l’eau

Tu commences par couper  la paille en deux morceaux : un court d’environ 5 cm et un plus long (de 15 à 20 cm).

Tu remplis ensuite le verre avec un peu d’eau, tu y trempes le grand morceau de paille. Jusque là rien de spécial à observer.

Mais ensuite, tu t’approches alors avec le petit morceau de paille perpendiculairement à celle qui se trouve dans l’eau et tu souffles très fort ! Les deux morceaux  doivent se toucher.

Après plusieurs tentatives (selon la force de ton souffle), tu vas réussir à faire sortir tout un tas de petites gouttes d’eau qui vont jaillir vers l’extérieur dans le même sens que ton souffle : comme pour un pulvérisateur.  Si tu places une feuille de papier en face, tu verras mieux les traces laissées par les gouttelettes qui se sont projetées.

Voici une petite vidéo pour te montrer en vrai.

Explications

Tout est une histoire de pression !
Il te faut d’abord comprendre ce qu’est la pression atmosphérique. Tu as certainement dû entendre parler de ce terme (dans le journal météo par exemple).

Tu sais que nous sommes entourés d’air : la terre est même entourée d’une épaisse couche d’air, c’est l’atmosphère. Même si cet air te semble léger, que tu as l’impression de ne pas le sentir, il est pourtant bien là et il a un poids donc il appuie partout, sur chaque objet. Cet effet s’appelle la pression atmosphérique.

Plus tu montes haut en altitude (en montagne par exemple),  plus la couche d’air au-dessus de ta tête sera faible, plus la pression atmosphérique sera faible.

Pour en revenir à notre expérience, lorsque tu mets la paille dans le verre : l’air à l’extérieur de la paille, appuie sur la surface de l’eau (c’est la pression atmosphérique) mais également à l’intérieur de la paille. Donc il ne se passe rien de spécial. Comme lorsque deux enfants tirent sur une corde avec la même force : personne ne gagne !

Par contre, si un des deux enfants est plus fort que l’autre, il remporte la victoire !

C’est pareil pour le verre d’eau : pour que l’eau du verre monte dans la paille jusqu’au bord supérieur, il faut qu’elle y soit poussée. Pour cela, l’air va appuyer plus fort d’un côté que de l’autre.

Ainsi, lorsque tu t’approches avec le second morceau et que tu souffles : ton jet d’air est très rapide, il s’accélère même au niveau du point de rencontre avec la paille qui se trouve dans l’eau. En accélérant, il va avoir tendance à chasser l’air au-dessus de la paille : l’air appuie moins donc sa pression va diminuer dans la paille : on dit qu’il y a une dépression.

Bilan : c’est l’air de l’extérieur qui appuie le plus fort, ce qui fait remonter l’eau dans la paille jusqu’à être entraînée jusqu’au bord et mélangée à l’air que tu souffles.

Autres applications de ce phénomène :

Tu as aussi dû ressentir cet effet lorsque deux trains se croisent à grande vitesse, l’air entre les deux trains va si vite que la pression diminue, tu te sens aspiré !

Ce principe permet aussi de comprendre pourquoi la fumée sort d’une cheminée et est évacuée à l’extérieur.

L’air chaud proche du feu est plus léger que l’air froid de la pièce, il sera donc poussé vers le conduit de la cheminée.

A l’extérieur,  au-dessus de la cheminée,  la circulation d’air génère un souffle (surtout s’il y a un petit  vent) : la pression  est donc inférieure à celle de l’intérieur de la maison. L’air et la fumée s’échappent donc vers l’extérieur.

C’est aussi sur ce principe que repose le vol d’un avion : l’air qui circule de part et d’autre des ailes a un effet sur la pression au-dessus et en dessous de chaque aile qui maintient l’avion en l’air ! On en reparlera un autre jour sur KidiScience !

Références

D’autres expériences intéressantes ici : http://www.tpe-avion.fr/mise%20en%20evidence%20experimentale%20du%20principe%20de%20bernoulli
Texte : Pascale BAUGE – Le Monde et Nous : http://lemondeetnous.cafe-sciences.org/

Illustrations : Stéphanie DUBUT – Stef Comics http://stefcomics.blogspot.fr/