Un moteur à savon

Cette expérience de physique amusante est facile à réaliser.

Matériel

  • du matériau d’emballage type mousse
  • des cure-dents
  • un grand récipient (ou bassine large)
  • du produit vaisselle
  • un cutter (pour découper le matériau d’emballage)
  • du papier de couleur si on veut réaliser la voile (facultatif)
  • du scotch (facultatif)
  • une paire de ciseaux (facultatif)
Matériel nécessaire

Expérience

Découper à l’aide du cutter dans la mousse une forme de bateau comme présentée sur la photo ci-dessous. Le bateau que nous avons réalisé a une longueur de l’ordre de 4 centimètres et une épaisseur de 4/5 millimètres. Penser à bien découper une encoche rectangulaire à l’arrière du bateau (voir photo).

Réalisation du dispositif :découpage d’un morceau de mousse

Découper dans la petite feuille de papier de couleur un grand triangle de 2 ou 3 cm de côté (ou deux formes triangulaires de tailles un peu différentes). Scotcher le triangle sur le cure-dent comme indiqué sur la photo ci-dessous.

Réalisation du dispositif : découpage d’un petit bout de papier, puis installation sur le cure-dent à l’aide d’un scotch

Assembler les deux bouts de dispositifs ainsi réalisés en piquant le cure-dent dans la mousse (voir photo ci-dessous).

Réalisation du dispositif : assemblage de la partie en mousse et de celle avec du papier

Prendre le grand récipient (bassine ou plat de four) et le remplir d’eau. S’assurer que le dispositif qui a été réalisé flotte bien sur l’eau.

Pour que l’expérience fonctionne bien, il est essentiel que l’eau utilisée dans le récipient soit très propre, plus particulièrement, elle ne doit posséder aucune trace de produit vaisselle.

Enlever le dispositif de l’eau puis badigeonner l’encoche à l’arrière du bateau avec un peu de produit vaisselle à l’aide d’un autre cure-dent, par exemple, plongé préalablement dans du produit vaisselle. Reposer le dispositif sur l’eau et observer.

Observations

On observe que lorsque l’on repose le dispositif sur l’eau, il se met à avancer tout seul (voir la vidéo ci-dessous).

Vidéo de l’expérience

Que se passe-t-il ?

logo-physique-ludiquePour comprendre pourquoi le bateau se déplace, il faut invoquer les forces de tension superficielle présentes dans l’interface eau/air. Nous avons déjà évoqué la présence de ces forces dans l’expérience Un film de savon élastique. Ces forces sont contenues dans l’interface et sont perpendiculaires aux faces du bateau. Elles sont présentes tout autour du bateau et dépendent de la nature de l’interface. En particulier, nous avons vu dans l’expérience Un rond dans l’eau, que la force de tension superficielle est moins élevée dans le cas de l’eau savonneuse que dans le cas de l’eau pure.

Initialement lorsque l’on place le bateau sur la surface de l’eau, il est au repos et ne se déplace pas car la résultante des forces s’exerçant sur lui est nulle. En particulier la résultante des forces de tension superficielle est nulle car l’interface entourant le bateau est de même nature tout autour du bateau.

Lorsque l’on badigeonne l’arrière du bateau avec du produit vaisselle, la nature de l’interface change à l’arrière du bateau et la force de tension superficielle est moins forte à l’arrière du bateau que devant. La résultante des forces de tension superficielle devient alors non nulle et est dirigée vers l’avant du bateau. Et le bateau non motorisé avance !

5 1 vote
Évaluation de l'article
S’abonner
Notification pour
guest
0 Commentaires
Commentaires en ligne
Afficher tous les commentaires
0
Nous aimerions avoir votre avis, veuillez laisser un commentaire.x
()
x