Bonjour,
Sur un stand de la Fête de la Science, j'ai observé l'expérience suivante : un verre rempli d'eau sur lequel on dépose un petite plaque cartonnée.
En maintenant la plaque contre le verre, on retourne l'ensemble et la plaque reste "collée" au verre de manière que l'eau ne tombe pas sous l'effet de la gravité.
Comment expliquer physiquement et rigoureusement cette observation ?
Amitiés,
Max
la pression de l'air soutien l'eau
Out! Out! You, Demons Of Stupidity!!
On va faire par l'absurde :
SI l'eau tombait, il faudrai bien la remplacer par de l'air. Or si l'eau coule, via la plaque elle empêcherai l'air de rentrer, CQFD.
(bon c'est simpliste, je vous prie de me croire que je peux faire mieux)
Cordialement
Salut,Envoyé par MaxAstro
Considérons tout d'abord un cas ou le verre est empli d'eau complètement de sorte qu'en retournant le verre il ne se forme pas de "poche d'air" dans le fond du verre (qui est maintenant le "haut du verre"). Aussitôt que l'eau perdrait contact avec ce fond du verre, il n'y aurait plus de force de pression exercée vers le bas sur l'eau. Les deux principales forces verticales agissant sur l'eau dans le verre seraient alors la force gravitationelle qui agit vers le bas et la force de pression exercée vers le haut par le carton (laquelle pression est égale à la pression atmosphérique). Or la force du à la pression atmosphérique est loin d'être négligeable et à condition que le verre ne soit pas trop grand (dans le sens de la hauteur), la force dûe à la pression atmosphérique est plus grande que la force gravittionnelle exercée sur la colonne d'eau.
Maintenant, si le verre n'est pas complètement empli d'eau et qu'il se forme une poche d'air, cela dépend de la quantité d'air: s'il n'y en a pas trop, au fur et à mesure que l'eau baisse de niveau, le volume de la poche d'air augmente et donc la pression de l'air dans cette poche diminue jusqu'au point où éventuellement la force verticale totale exercée sur l'eau est dirigée vers le haut et la chute de l'eau est éventuellement stoppée. On peut résumer en disant comme mamono666: la pression de l'air soutien l'eau.
Mais bon, tout ça n'est pas parfaitement rigoureux
a cela il faut rajoute un phènomène de ventuse entre le carton l'eau est l'air.
L'air ne pouvant pas augmenter son volume agit en sens inverse et via l'eau permet au carton de faire ventouse. En gros.
Il y a la tension superficielle de l'eau qui intervient aussi. C'est elle qui maintient l'ensemble en état de ventouse en empèchant l'air d'entrer et l'eau de sortir.
C'est bien la pression atmosphérique qui empèche l'eau de tomber, mais c'est la tension superficielle qui maintient le tout à l'équilibre statique.
D'ailleurs, nul besoin de vaincre la pression atmosphérique pour faire tomber le carton. Un traction égale à la force de la tension superficielle suffit à détacher le carton et à tout faire tomber.
il faudrait essaye de mettre des glaçons sur le verre retourné puis d'essayer avec en chauffant le cul du verre.
Ca peut être interessant.
B'soir,
C'est uniquement la tension superficielle qui empêche l'air de rentrer.
La pression est pratiquement la même sur chaque face du carton. En-dessous c'est la pression atmo, au-dessus c'est la p.a moins l'incidence du poids du carton sur la surface concernée. En haut du verre c'est la pa d'en bas moins la hauteur d'eau.
J'avance même que s'il n'y a pas de pression le carton reste collé. (edit : et je le retire presque aussitôt)
Cela dans des conditions normales, ça peut ne pas fonctionner
si le carton est lourd.
si la gravité est de 30g (la tension superficielle à ses limites).
si on abaisse la tension superficielle (liquide vaisselle).
Une viscosité plus élevée ne devrait que ralentir le phénomène.
Mais si t'as l'gosier, Qu'une armure d'acier, Matelasse. Brassens, Le bistrot.
c'est clair si le carton est remplir de plomb c'est different.
c'est bien de preciser les limites.
