Un tube renversant

Cette expérience de physique amusante est facile à réaliser et nécessite peu de matériel. Elle peut être réalisée dans une piscine.

Matériel

  • un tube en verre allongé à épices ou à gousse de vanille
  • un vase haut transparent
  • un petit élastique très fin (comme ceux que l’on utilise pour la coiffure) de diamètre plus petit que le le tube en verre
Matériel nécessaire

Protocole

Remplir d’eau le haut vase transparent. Remplir d’eau à plus de la moitié le tube en verre, mettre le doigt sur le tube afin de le boucher puis le renverser. Le plonger dans l’eau du vase puis retirer le doigt bouchant le tube tout en maintenant l’extrémité fermée du tube hors de l’eau à l’aide d’une main.

Placer le tube de telle manière qu’il soit au maximum hors de l’eau, tout en ne se vidant pas de son eau. Placer le petit élastique sur le tube en verre le plus précisément possible à la position de la surface délimitant l’air contenu dans le tube de l’eau.

Retourner le tube rempli d’eau dans le vase puis placer l’élastique au niveau de l’interface.

Laisser tomber le tube dans le vase. Si vous ne l’avez pas rempli d’assez d’eau afin qu’il coule, maintenez le au fond du vase à l’aide d’un grand bâton par exemple. Observez la nouvelle position de la surface séparant l’air de l’eau contenue dans le tube par rapport à l’ancienne position marquée par l’élastique.

Observations

On observe que le tube, une fois tombé au fond du vase, présente une interface de séparation eau/air qui s’est déplacée vers le haut par rapport. L’air contenu dans le tube a donc été comprimé.

L’air dans le tube situé au fond du vase est comprimé.
Vidéo de l’expérience

Que se passe-t-il ?

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Cette expérience met en évidence que la pression de l’air dans le tube augmente lorsque celui est est immergé dans l’eau et au fond du vase. L’effet est d’autant plus marqué que le tube est situé en profondeur dans l’eau (ou encore que le vase est haut). Pour ceux qui le peuvent, on peut réaliser l’expérience dans une piscine. Cette expérience met en évidence qualitativement la loi barométrique que les plongeurs connaissent bien : la pression dans l’eau augmente avec la profondeur.

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