Mouvement d'un ludion commandé par une seringue

Expérience de mécanique des fluides : Mouvement d’un ludion commandé par une seringue

Physique

Mécanique des fluides / Principe d’Archimède

Boyle et Mariotte ; Pascal ; ludion

Public : Secondaire et Supérieur

Durée : 1 min

Liste du matériel et des produits nécessaires :

- Bouteille avec bouchon hermétique !

- Ludion (idéalement un tube transparent rempli partiellement d’eau)

- Seringue avec aiguille

- Eau

Recommandations pour réaliser l’expérience :

- Le bouchon peut être perforé préalablement à l’aide d’une aiguille chauffée.

- Le plus délicat est d’ajuster le volume de la bulle d’air dans le ludion pour que l’extrémité supérieure du ludion « surnage » légèrement dans la bouteille.

- L’ensemble « seringue-bouteille » doit être hermétique. Il ne peut pas y avoir de fuite lorsqu’on enfonce le piston de la seringue.

Exploitation pédagogique :

- Différentes lois physiques entrent en jeu dans cette expérience :

1) L'enfoncement du piston de la seringue provoque une augmentation de la pression de l'air au-dessus de la surface de l'eau puisqu'il y a une diminution du volume d'air : loi de Boyle et Mariotte ; p₁V₁ = p₂V₂

2) Cette augmentation de pression va se transmettre partout, à l'intérieur de la bouteille, sur les parois et sur le ludion : principe de Pascal.

3) Suite à l’augmentation de pression, le volume d'air dans le ludion diminue.  Le volume d'eau déplacé par ce ludion diminue donc également, ce qui entraîne une diminution de la poussée d'Archimède : le ludion coule quand son poids est supérieur à la poussée d’Archimède subie.

Lorsque le piston remonte, les effets sont inversés.

Lien(s) vers la vidéo :

-  https://ezcast.uclouvain.be/ezmanager/distribute.php?action=media&album=OER-pub&asset=2023_07_03_14h43_19s&type=cam&quality=low&token=USFLAQWB&origin=link

- Cette vidéo est exploitée dans un test de mécanique des fluides sur  https://www.diagnosciences.be/