Qui flotte, qui coule ?

Lénaïk, Brigitte et Dominique

* Expérience 1 du pamplemousse et du grain de raisin.

Voici un pamplemousse et un grain de raisin ,écrivez et justifiez qui va flotter ou couler.

Constat : le pamplemousse flotte et le grain de raisin coule.

Paramètres non influents : taille, forme, masse, couleur et présence d'air.
 

* Expérience numéro 2 : Pourquoi cela flotte, pourquoi cela coule?

A partir de matériaux différents, nous avons renseigné le tableau .
 

Tri de matériaux différents :

Constat : La surface de l'objet joue un rôle important car elle offre une résistance malgré la densité.
 

Une même matière peut flotter ou couler (plastique) selon sa position dans l'eau.

Plus la surface de contact avec l'eau est grande, mieux l'objet flotte.

De l'air à l'intérieur d'un objet n'est pas un paramètre favorisant.

Hypothèse : A densité égale la surface d'un objet permet-elle ou non de résister à l'eau ?

Expérience possible : Il faut faire varier un seul paramètre : le volume d'un objet pour une masse égale.

Proposition: utiliser de la pâte à modeler pour qu'à masse égale, on puisse varier la surface.
 

Rappel de notions : Le poids est différent de la masse.

Deux objets s'attirent mutuellement : le poids est une force verticale vers le bas ,elle s'oppose à la force verticale vers le haut (poussée d'Archimède)

Conclusion : Un objet qui coule aura son poids supérieur à la poussée d'Archimède.

Pour un objet qui flotte il y aura équilibre des deux forces.

Mise en place de l'expérience 3 :

Si deux objets de même matière ont la même masse, est-ce que la forme de l'objet influe sur la flottabilité ?

Illustration 1: les boules et les cannes coulent

Illustration 2 : la pâte en forme de coupelle flotte

Notion de densité :

La densité est un nombre : c'est le rapport de masses volumiques, il n'y a pas d'unité.

Si d > 1, la masse volumique de l'objet est supérieure à la masse volumique de l'eau ; (l'objet coule)

Si d < 1 la masse volumique de l'objet est inférieure à la masse volumique de l'eau ; (l'objet flotte)

Constat : Il y a des critères de flotabilité :

• la surface de contact avec l'eau est importante

• la forme incurvée de l'objet (importance de la hauteur des bords)

• position de l'objet sur l'eau

  Explications :

  Le volume d'eau déplacé implique la forme : plus on déplace de volume d'eau, plus l'objet doit avoir des bords hauts pour que cela flotte.

  Conclusion : Les gros volumes flottent mieux que les petits volumes.

Expérience 4 : mise de la poussée d'Archimède.

Cf. dispositif expérimental A.Jameau

Observation :

Dès que la masse marquée est immergée dans l'eau, la balance est déséquilibrée.

Donc une force s'oppose au poids : c'est la poussée d'Archimède.

Poussée d'Archimède = Poids du volume d'eau déplacé