Source de mouvement continu avec des bouteilles

Concepts de base

Physique	Forces	Gravité	Poids
Ingénierie	Pression de l'air	Dynamique des fluides

Introduction

Il est souvent difficile de comprendre comment, dans ce cas une fontaine, peut fonctionner sans l'aide d'un moteur externe. Avec cette expérience, nous allons vérifier comment, simplement avec l'aide de la force de gravité et de la pression, nous pouvons faire fonctionner une fontaine en mouvement continu.

Base scientifique

Dans cette expérience, nous allons avoir 3 récipients reliés par de petits tubes. La première chose à faire est de remplir le récipient intermédiaire, afin qu'une fois que nous commençons à verser du liquide dans le récipient supérieur, la fontaine commence à fonctionner. Une fois que nous commençons à verser du liquide dans le récipient supérieur, celui-ci commencera à descendre par le tube vers le récipient inférieur sous l'effet de la gravité. Lorsque le liquide entre dans le récipient inférieur, il réduit l'espace dans lequel l'air était contenu, ce qui augmente la pression. Étant donné que le récipient inférieur et le récipient intermédiaire sont reliés, cette pression commencera à pousser le liquide du récipient intermédiaire, le faisant remonter par le tube jusqu'à la sortie de la fontaine dans le récipient supérieur.

Matériaux

• Lunettes de sécurité.
• Gants de sécurité.
• 3 bouteilles en plastique.
• Deux tubes d'aquarium.
• Colorant alimentaire.
• Jarre avec 700ml d'eau.
• Bâton pour remuer l'eau.
• Deux pailles.
• Ciseaux.
• Cutter.
• Pistolet à colle chaude.
• Poinçon pour faire des trous.

Réalisation de l'expérience - étapes à suivre

1. Nous collons les bouchons de deux bouteilles et leur faisons un trou au centre.
2. Nous introduisons une paille par le trou des bouchons et la collons (si la paille est plus grande que la bouteille, nous la couperons un peu).
3. Nous vissons deux bouteilles sur les bouchons que nous avons collés (de cette manière, les bouteilles seront reliées).
4. De la bouteille qui reste, nous couperons la partie du cou (environ 10 cm) et nous la collerons sur la partie inférieure de la bouteille qui contient la paille.
5. Nous réaliserons un trou dans la partie inférieure, près du bouchon, du cou de la bouteille que nous avons collée à l'étape précédente.
6. Nous réaliserons un trou dans la partie inférieure de la bouteille qui n'a pas de paille.
7. Nous relierons avec de l'adhésif les deux trous que nous avons réalisés aux étapes précédentes.
8. Nous réaliserons un nouveau trou, dans la bouteille qui contient la paille, près du bouchon.
9. Nous introduirons la paille qui reste dans le tube qui reste inutilisé.
10. Nous insérerons avec de l'adhésif ce dernier tube, du côté opposé à celui où nous avons introduit la paille, par le trou que nous avons fait à l'étape précédente.
11. Nous collerons la paille sur le côté de la bouteille coupée, en pliant un peu l'extrémité pour que le liquide tombe dans la bouteille coupée.

Procédure

1. Nous ajoutons le colorant à l'eau.
2. Nous plaçons la fontaine à la verticale avec l'ouverture de la bouteille coupée vers le haut.
3. Nous commençons à verser le liquide dans la bouteille coupée, nous verrons comment il commence à s'écouler par le tube et à remplir la bouteille inférieure.
4. Lorsque celle-ci est suffisamment pleine, nous retournerons la fontaine pour que l'eau passe de la bouteille inférieure à la bouteille intermédiaire qui contient la paille.
5. Une fois que la bouteille avec la paille est pleine, nous retournons à nouveau la fontaine.
6. Nous commençons à verser du liquide à nouveau sur la bouteille coupée de la partie supérieure jusqu'à ce que le liquide commence à sortir par la paille qui se termine dans cette même bouteille.

Observation et résultats

Nous pouvons voir comment la fontaine fonctionne de manière continue grâce à la force de gravité et à la pression sans qu'il soit nécessaire d'apporter une force externe.

Il est temps de ranger !

Assurez-vous de laisser tout propre et rangé une fois que vous avez terminé de faire l'expérience. L'eau (avec ou sans colorant) peut être jetée dans l'évier et les bouteilles déposées dans le conteneur de recyclage. Remettez à leur place les outils et autres ustensiles que vous avez utilisés.

Supervision d'un adulte et la sécurité avant tout

• Suivez attentivement les instructions de l'expérience.
• Il est conseillé qu'un adulte responsable aide avec chaque expérience.
• Bien que les expériences scientifiques à la maison soient des moyens très intéressants d'apprendre sur la science de manière pratique, gardez à l'esprit que certaines peuvent nécessiter que les participants prennent des précautions de sécurité supplémentaires et/ou ne laissent pas tout en désordre.
• Il est préférable que ce soient les adultes qui manipulent ou aident avec des matériaux ou objets tranchants ou potentiellement dangereux.
• Les adultes doivent examiner chaque expérience et déterminer quel est l'âge approprié pour la participation de l'élève à chaque activité avant de réaliser toute expérience.