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Un pêcheur tient une chaussure au bout
de son hameçon. Tant que la chaussure reste dans l’eau,
la canne reste sensiblement horizontale. Dès qu’elle
sort partiellement de l’eau, la canne se plie. Pourquoi ?
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La
chaussure immergée reçoit une poussée
exactement égale au poids d’eau de son
propre volume. Dès qu’elle sort un peu
de l’eau, sa partie hors d’eau garde le
même poids, mais ne subit plus la poussée
d’Archimède, d’où sur la canne,
un supplément de poids qui peut la courber,
et ce d’autant plus fort que la chaussure sort
plus encore de l’eau.
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Le Ludion, une belle application du théorème
d’Archimède.
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Tu pourras réaliser facilement cette
expérience amusante . Il te faudra simplement te procurer...
Une membrane, réalisée avec un ballon
de baudruche.
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Un élastique qui servira à
maintenir la membrane.
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Un "ludion", petit récipient
(fiole de parfum, petite éprouvette, bouchon
creux en plastique, tube lesté...)
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Un récipient presque entièrement rempli
d'eau, dans lequel on plongera le ludion et sur lequel
on fixera la membrane avec l'élastique.
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figure 1 |
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On équilibre le ludion en le remplissant
d'eau afin qu'il flotte.
figure 2
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Dès que
l'on appuie sur la membrane, le ludion coule.
figure 3
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Tant qu'on appuie sur la membrane, le ludion coule.
figure 4
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Dès qu'on relache la pression sur la membrane, le
ludion remonte à la surface.
figure 5
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Le principe en est simple : lorsqu’on
presse sur la membrane de caoutchouc : l ’air est comprimé
dans la partie sans eau du récipient. L’eau transmet
cette pression au ludion, l’air est alors comprimé dans
la partie sans eau du ludion, de l’eau pénètre
donc dans le ludion. Son poids augmente et il descend. (Voir figures
3 et 4).
Une dépression le ferait remonter (Voir figure 5). Il faut
agir sans cesse sur la membrane car l’équilibre, comme
pour un sous-marin, est instable.
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