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Version actuelle datée du 20 mars 2020 à 18:02
Construire un objet ludique pour comprendre la dynamique des fluides
Difficulté
Facile
Durée
10 minute(s)
Disciplines scientifiques
Physique
- Matériel et outils
Bouteille plastique 
Une bouteille, mais en plastique quoi
Ciseaux 
Un paire de ciseaux est un outil comportant deux lames mobiles articulées qui glissent l'une sur l'autre pour trancher les matériaux minces.
Ruban adhésif 
Un ruban adhésif ou papier collant (Belgique) est un ruban recouvert de substance adhésive. Il se présente généralement sous la forme d'un rouleau dont la face externe est non adhésive. Il est utilisé notamment pour lier des objets entre eux ou simplement pour recouvrir un objet d'un film protecteur.
Eau 
L'eau est une substance essentielle à la vie. Transparente, sans goût et sans odeur, on la consomme le plus souvent dans son état liquide.
Tuyau 
Cylindre creux
Étape 1 - Réunir le matériel
- 2 bouteilles plastiques avec un goulot de même diamètre
- Du ruban adhésif (Chatterton si absence du tuyau)
- De l'eau
- Un morceau de tuyau (facultatif)
- Une paire de ciseaux
Étape 2 - Construction
- Mettre un peu d'eau dans une bouteille (à la moitié ou au 3/4 pour pouvoir observer plus facilement).
- Assembler les deux bouteilles autour du tuyau.
- Fixer avec du ruban adhésif. Si il n'y a pas de tuyau bien fixer les deux bouteilles.
Étape 3 - Expérience n°1
Retourner le vortex et laisser l'eau s'écouler.
Étape 4 - Expérience n°2
Faire passer l'eau le plus vite possible d'une bouteille vers l'autre en faisant tourner l'eau. Que voit-on ?
Conseil: pratiquer un petit mouvement de poignet sec pour faire passer l'eau.
Comment ça marche ?
Observations : que voit-on ?
Expérience n°1 : On voit des bulles et l'écoulement de l'eau est lent
Expérience n°2 : On voit une tornade se dessiner au milieu de la bouteille et l'écoulement de l'eau est plus rapide.
Mise en garde : qu'est-ce qui pourrait faire rater l'expérience ?
L'ensemble doit être étanche et solide c'est à cela que sert le tuyau. Prends garde à utiliser deux bouteilles avec un goulot de même diamètre.
Si vous n'avez pas de tuyau, l'expérience fonctionne mais l'ensemble se trouve être moins étanche, l'appareillage dure donc moins longtemps.
Explications
La tornade aussi appelée vortex permet à l'eau et à l'air contenu dans chacune des bouteilles de circuler en même temps à travers les goulots.
L'air passe à travers le vortex tandis que l'eau passe sur les côtés.
Applications : dans la vie de tous les jours
Nous pouvons voir des vortex au fond de notre lavabo, de notre baignoire ou encore dans une rivière dont le fond n'est pas trop homogène.
Éléments pédagogiques
Objectifs pédagogiques
Construire un objet ludique pour une première approche de la dynamique des fluides ou de certains phénomènes météo.
Pistes pour animer l'expérience
En construire deux pour faire des courses de vortex. Le premier à avoir écoulé toute l'eau a gagné
On peut rajouter des paillettes, des brins d'herbes ou du colorant alimentaire pour rendre le vortex plus visible.
Sources et ressources
https://fr.wikipedia.org/wiki/Tourbillon_(physique)
http://envlit.ifremer.fr/infos/glossaire/v/vortex
Dernière modification 20/03/2020 par user:Léa Chauvière.
Published