4.1 Expérience

Un trombone sur l’eau

Niveau : à partir du CE1 et CE2

En conditions normales, un trombone coule dans l’eau. Comment peut-on le faire flotter sur l’eau ?

Matériel :

• 2 trombones;
• 1 saladier rempli d’eau ;
• 1 paille;
• Du liquide-vaisselle.

Mode opératoire :

1. Ouvrir un 1^er trombone en forme de  » L « . Ce 1^er trombone sera le « porte-trombone », il servira de support pour le 2^ème trombone ;
2. Déposer le 2^ème trombone – celui que l’on veut faire flotter – sur la base du  » L «  ;
3. Prendre l’ensemble – le porte-trombone sur lequel est posé le 2^ème trombone – et le déposer délicatement sur la surface de l’eau. Le 2^ème trombone flotte. On enlève le porte-trombone.
4. Rajouter à l’aide de la paille quelques gouttes de liquide vaisselle dans l’eau [Attention à ne pas verser le liquide-vaisselle directement sur le trombone].

Que voit-on ?

Le trombone qui a été déposé délicatement sur l’eau, à l’aide du porte-trombone, flotte. On voit que la surface de l’eau est bombée autour du trombone qui flotte. En rajoutant du liquide vaisselle, le trombone coule instantanément.

Explications

Sur la surface de l’eau existe une fine couche très fragile qui permet de retenir le trombone : il s’agit de la tension superficielle de l’eau. Si le trombone est déposé trop vite, on casse la tension de l’eau et il coule. Le trombone reste à la surface de l’eau grâce à la tension superficielle qui peut être diminuée voire rompue en ajoutant du produit vaisselle.

Liens avec le quotidien

• Le gerris marche sur l’eau grâce à la tension superficielle. La présence de gerris peut donc être un peu indicateur de qualité de l’eau d’une rivière. En effet, si une eau est contaminée par des savons (venant des eaux de vaisselle ou de douche), la tension superficielle de l’eau sera fragilisée voire cassée et le gerris ne pourra plus marcher sur l’eau.

• Quand on fait un « plat » en sautant dans l’eau, on n’a pas cassé la tension superficielle. On peut même se faire mal. C’est pourquoi, quand on plonge la tête la première, on tend les bras pour que les mains cassent la tension et que le corps puisse pénétrer facilement dans l’eau.
• Les bulles de savon : le mélange eau-savon utilisé pour faire les bulles (comme dans le bain ou sous la douche) permet de réduire la tension superficielle de l’eau. Ainsi cette tension, cette fine pellicule à la surface de l’eau, devient élastique. Sans savon, la tension superficielle est trop forte et on ne peut pas faire de bulles avec l’eau seule. Dans le bain, lorsque par exemple on joint  le pouce et l’index de la main, un mince film se crée a l’intérieur du cercle ainsi formé. Si on souffle dessus, on peut faire une bulle. La sphère est la forme la plus stable que prend le mélange eau-savon.