Cette expérience de physique amusante est facile à réaliser.
Matériel
- deux pailles en plastiques coudées
- du liquide pour bulles
- une paire de ciseaux
L’utilisation de pailles en plastique étant discutable sur le plan environnemental, on peut également réaliser l’expérience à l’aide d’une paille en carton, facile à trouver dans le commerce et d’un bout de tuyau pour aquarium. Dans ce cas, on peut aussi fabriquer sa propre paille avec du papier épais ou du carton léger.
Matériel alternatif :
- une paille en carton
- un bout de tuyau pour aquarium (de même diamètre approximativement que celui de la paille)
- du produit à bulles
- une paire de ciseaux
Expérience
Couper chaque paille de manière à ne conserver qu’un bout assez long contenant le coude. On possède alors deux bouts de paille coudés.
Sur une extrémité de chacun des bouts, découper à l’aide d’une paire de ciseaux quatre petites languettes d’une longueur de l’ordre de 1/2cm puis plier ces languettes (voir photos).
Sur un des deux bouts, sur l’extrémité sans languettes, faire quelques encoches (deux ou trois) de manière à pouvoir enfiler cette extrémité avec encoches à l’intérieur de l’autre extrémité de l’autre coude.
Le dispositif est terminé !
Si on ne dispose pas de pailles en plastique coudées, on peut utiliser une paille en carton (ou une paille en papier cartonné fabriquée par soi-même) et un petit tuyau d’aquarium de diamètre juste supérieure à celui des pailles. Dans ce cas, pour réaliser le dispositif, on peut couper dans la paille deux bouts de quelques centimètres et réaliser des languettes dans le carton comme pour les pailles en plastique.
Pour relier les deux bouts de pailles, il suffit ensuite de faire des encoches dans le tuyau d’aquarium sur chaque extrémité pour pouvoir ensuite enfiler le tuyau dans les pailles.
Le dispositif étant terminé, on peut procéder maintenant à l’expérience.
Plonger un bout avec languettes dans du produit à bulles,le sortir du produit, puis souffler dans la paille par l’autre extrémité. Observer.
Faire de même et après avoir soufflé dans la paille, bien pincer cette dernière avec les doigts. Observer.
Sur chaque bout de paille, former une bulle de savon puis pincer la paille : sur chaque paille une bulle de taille différente. Puis relier les deux coudes. Observer l’évolution des deux bulles.
Remarque : avec le matériel alternatif, remplacer « pincer la paille » par pincer le tuyau ou boucher avec le doigt le bout de paille en carton.
Observations
On constate tout d’abord que lorsqu’une bulle est formée et que l’on ne pince pas une paille, elle a tendance à « se dégonfler », telle un ballon de baudruche. La bulle se dégonfle d’autant plus rapidement qu’elle est petite.
Lorsque l’on connecte les deux pailles coudées avec les bulles, on constate que la petite bulle diminue en volume, alors que la plus grande voit son rayon augmenter.
Voici également quelques photos avec le matériel alternatif.
Vidéos des expériences
Que se passe-t-il ?
Pour former une bulle au bout de la paille, il faut souffler dans la paille, comme il faut le faire exactement pour gonfler un ballon de baudruche. Lorsque l’on arrête de souffler dans la paille, la bulle se dégonfle pour disparaître, exactement comme se dégonflerait un ballon de baudruche qui éjecte alors l’air qu’il contient. Ceci illustre le fait que la pression de l’air à l’intérieur du ballon est supérieure à la pression de l’air dans l’atmosphère. Il en est de même pour la bulle : la pression à l’intérieur de la bulle est supérieure à la pression de l’air dans l’atmosphère.
Au cours de la deuxième expérience, pendant laquelle les deux bulles sont connectées, on voit que la petite bulle disparaît au profit de la grande. Ceci prouve que de l’air se déplace entre la petite bulle et la grande. On peut interpréter cette expérience à travers le fait que la pression de l’air à l’intérieur de la petite bulle est plus grande que la pression de l’air à l’intérieur de la grande bulle. Cette expérience, illustre ce que les physiciens appellent la loi de Laplace. A cause des forces de tension superficielle, on peut montrer que la différence de pression entre la pression à l’intérieur de la bulle et la pression atmosphérique est inversement proportionnelle au rayon de la bulle.
L’expérience le combat de bulles sur ce même site illustre également la même loi.