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| Thème : la flottaison |
| Question : Pourquoi flotte-on ? Qu'est-ce qui explique les différences de sensation au niveau de la flottaison dans l'eau douce ou l'eau de mer ? Tous les êtres humains flottent-ils de la même manière? Certains parlent de densité musculaire ou du rôle du squelette dans ce qui modifie ce "niveau de flottaison", qu'en est-il ? Natacha Dumay, Conseiller pédégogique, IA Bobigny |
| Réponse : >>Pourquoi on flotte ? Qu'est-ce qui explique les différences de sensation au niveau de la flottaison dans l'eau douce ou l'eau de mer ? La densité de l'eau qui est fonction de la concentration en sel. Selon le principe d'Archimède, un corps flotte si sa densité moyenne est inférieure à celle de l'eau. Plus l'eau est dense, plus il est facile de flotter. Par exemple, on flotte dans la mer morte parce que l'eau de la mer Morte est beaucoup plus dense que l'eau douce et que l'eau des océans. Elle contient près de 275 g de sels par litre, notamment du chlorure de sodium (sel commun), du magnésium, du calcium, du potassium et du bromure de potassium. En moyenne, l'eau de mer n'en contient que 35 g/l. D'ailleurs, on flotte mieux dans la mer que dans un lac d'eau douce. Cela est particulièrement apparent pour les masses importantes. Les bateaux, par exemple, ne peuvent pas être aussi chargés dans l'eau douce que dans l'eau de mer, sinon ils risqueraient de couler ! Qu'est ce que le principe d'Archimède: Selon la légende, le roi de Syracuse, cité où vivait Archimède au IIIeme siècle av. J-C, avait commandé une couronne d'or. Quand on la lui donna, il craignit d'avoir été volé et qu'on eût mélangé à l'or une certaine quantité d'argent. Il décida de consulter Archimède, qui commença à réfléchir au problème. Les Anciens avaient l'habitude d'aller aux bains publics pour méditer. A peine Archimède se fut-il mis dans l'eau qu'il eut une idée lumineuse... Il sortit tout nu dans la rue en criant: "Eurêka! Eurêka!". Qu'avait donc trouvé Archimède ? Tout simplement, la manière de mesurer le volume et la densité de la couronne et donc de n'importe quel corps solide insoluble. Si un homme entre dans une baignoire emplie jusqu'au bord, il fera déborder un volume d'eau égal à celui de son propre corps. Il se passera la même chose si l'on plonge une couronne métallique dans de l'eau: elle déplacera son propre volume. Si l'on avait connu le volume et le poids de la couronne et la densité ou le poids de l'or pur, ainsi que ceux de l'argent (métal plus léger), il eût été possible de vérifier si la couronne était pure ou non. Selon la légende, la couronne du roi de Syracuse était fausse, et le joaillier le paya de sa vie. La découverte d'Archimède peut s'exprimer de la façon suivante: « Tout corps plongé dans un liquide subit une poussée vers le haut équivalente au poids du liquide qu'il déplace » > > tous les êtres humains flottent-ils de la même manière? De ce qui découle plus haut non, cela dépend de la densité de son corps. Une personne moins dense aura plus de chance de flotter que quelqu'un de très dense dans une même eau. > > Certains parlent de densité musculaire ou du rôle du squelette dans ce qui modifie ce "niveau de flottaison", qu'en est-il ? Je pense que c'est vrai. Voici une fiche d'expérience que vous pouvez trouver sur le site du palais de la découverte pour expliquer aux enfants la densité et pourquoi ils flottent, je trouve qu'elle est très illustrative et simple à mettre en oeuvre : L'oeuf nageur Un oeuf, ça coule ? ça flotte ? Fais l'expérience ! Matériel Un oeuf Un grand verre De l'eau Du sel de cuisine Expérience Remplis le verre avec l'eau du robinet, et plonges-y ton oeuf, hé oui l'oeuf coule, il est plus dense que l'eau. Maintenant, tu reprends ton verre, tu enlèves l'oeuf, et tu y verses quelques cuillères de sel et tu mélanges bien, tu continues jusqu'à saturation (l'eau ne se mélange plus au sel), puis tu replonges ton oeuf, il flotte. Explication Le mélange du sel, plus dense que l'eau douce, donne l'eau salée, plus dense que l'oeuf. Catherine Boisson-Vidal, Laboratoire de Recherche sur les Macromolécules
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