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En introduction

    L' air pur, tout comme l'eau, est un fluide incolore inodore, sans saveur et qui prend la forme du récipient qui le contient.
Mais contrairement aux liquides, il est compressible, comme tous les gaz.

Les quelques expériences proposées ci-après
ont  l'air de rien, mais devraient mieux te faire
connaître ce milieu dans lequel nous vivons et qui
nous semble invisible, impalpable , voire inexistant.    

Mais peut-être te dis-tu que tout cela "c'est du vent" !    

 

  Faire un  AÉROGLISSEUR  

 

  Matériel nécessaire:

 
1 boite en plastique
( par exemple un bac à glace en PP, ou une barquette en PSE ).
Une charge
(par exemple 2 couteaux en inox, ou des pièces de monnaie).
1 sèche-cheveux.
1 verre et 1 crayon (pour tracer un cercle).
1 paire de ciseaux, ou un couteau.

 
Comment faire un aéroglisseur ?

 
Trace un cercle au milieu du fond de la boite
A l'aide d'un couteau ou d'une paire de ciseaux découpe le disque.
Pose ton engin sur une surface lisse, le trou vers le haut.
Souffle dans le trou à l'aide du sèche-cheveux (jet froid !)

Observe ce qui se passe:

 
l'aéroglisseur se soulève légèrement;
il est très facile à déplacer;
charge ton engin pour l'alourdir, et compare;
recommence sur une surface rugueuse (moquette) et compare.

 

Comment ça fonctionne ?

 
Le courant d'air du sèche-cheveux pénètre dans la boite et la soulève légèrement avant de sortir en périphérie basse.
Il n'y a plus de friction avec le support, l'engin peut donc glisser facilement sur un "coussin d'air".

 

Le "Hovercraft" transmanche, certains aspirateurs et tondeuses utilisent ce principe de lévitation.

   

  Ludo a les boules 

Matériel nécessaire:

 
2 balles de ping-pong (en Celluloïd).
2 pailles.
1 sèche-cheveux.
de la pâte à modeler.
 

 
Comment faire ?

 
Fixe un morceau de pâte à modeler aux bouts des deux pailles.
Fixe une balle sur chacune des deux pailles.
Fixe les deux pailles verticalement sur une table, de telle sorte que les deux balles, dans le haut, soient espacées de 4 à 5 cm l'une de l'autre.


Observe ce qui se passe:

 
Souffle entre les deux pailles, puis entre les deux boules ...
Recommence en utilisant le sèche-cheveux (jet froid !) ...
Souffle depuis des directions et des distances différentes ...
Observe, et compare.

 

               


Comment ça fonctionne ?

 
Lorsque l'air passe rapidement entre les boules, celles-ci se rapprochent.
C'est ce que l'on appelle l' "effet Bernoulli".
L'air qui se déplace a une pression moindre que l'environnement d'air calme.
Lorsque tu forces l'air a passer entre les boules, cela crée une poche de basse pression entre elles.
La pression étant plus élevée de chaque coté des boules, elles vont se diriger vers cette zone de moindre pression et donc se rapprocher.

 

Pour aller plus loin :

 
Il y a 250 ans Daniel Bernoulli avait découvert qu'en forçant de l'eau à travers le rétrécissement d'une tuyauterie, sa vitesse augmente, mais sa pression diminue.
C'est ainsi que fonctionne la "trompe à eau" qui, branchée sur un circuit d'eau sous pression, permet d'obtenir un vide d'air.

La pression atmosphérique s'exerçant sur le moule dans lequel on a fait le vide d'air est le principe du moulage "au sac sous-vide" pour la mise en oeuvre des composites.

Bien sûr, dans l'industrie on utilise des pompes à palettes pour produire le vide nécessaire à ces moulages.
Mais pour certaines réparations navales ou aéronautiques urgentes alors que l'on ne dispose pas de telles pompes on fait appel a des "kits" de réparation utilisant l'effet Bernoulli pour produire le vide.

 

   

  De l'air en masse 

 
Matériel nécessaire:

1 cintre en plastique (généralement en ABS ou en PP).
Nota : Il doit être à crochet tournant (métallique ou plastique
          importe peu).
1 paille.
du ruban adhésif.
2 ballons de baudruche.
1 règle plate en plastique 
(les rigides, cassantes et peu chères sont en PS;
 les plus solides et plus onéreuses sont en PC.)
1 verre rempli d'eau
1 ou 2  feuille(s) de papier.
 

 
Comment faire ?

 
Fixe la paille, à l'aide de ruban adhésif, exactement dans l'axe du cintre.
Accroche le cintre sur le bord d'un table après avoir pivoté son crochet perpendiculairement à celui-ci.
Vérifie que la cintre est en parfait équilibre (paille verticale !) :
à vide, puis
après fixation d'un ballon à chaque bout (note bien leur emplacement).
Gonfle l'un des ballon, puis re-fixe le exactement à la place précédemment occupée.

        


Observe ce qui se passe:

 
Le ballon gonflé est plus lourd que celui qui est "vide".
la pression de l'air a provoqué l'extension du caoutchouc qui est un élastomère.
Le ballon gonflé est déformable et oppose une contre-pression qui vient équilibrer la précédente.
Nota : la valeur de la contre-pression est l'un des réglages importants à effectuer sur les presses d'injection dans la plasturgie.

Comment ça fonctionne ?

 
Le ballon gonflé contient une plus grande masse d'air que le ballon "vide".

En effet, l'air étant compressible, l'air comprimé pèse plus lourd que l'air à la pression atmosphérique.

 
Le ballon "vide" n'est pas vide pour autant, mais il contient de l'air à la pression 
atmosphérique soit environ 1bar, ou 1020 hectopascals (hPa).

 
Pour aller plus loin :

 
Pose une règle plate à cheval sur le bord d'une table.
Pose une feuille de papier par-dessus.
Essaie de la soulever en appuyant sur la, règle qui dépasse :
la pression atmosphérique contrarie ton action !
Pose une feuille de papier sur un verre rempli d'eau à ras du bord.
Pose ta main à plat sur la feuille et retourne complètement le verre.
Tu peux ôter le main qui tenait la feuille, la pression atmosphérique se charge de plaquer celle-ci contre le liquide et le bord du verre.
Connais-tu l'histoire des deux demi-sphères de Magdebourg ?
Renseigne-toi !

Pour conclure :

 
L'air est un corps pesant car les molécules qui le composent sont attirées par l'attraction terrestre (gravité ).
L'air est compressible, comme tous les gaz.
La pression atmosphérique, variable dans l'espace et le temps, agit dans toutes les directions (voir aussi l'expérience sur l' hydraulique).
Peut-être écouteras-tu mieux les bulletins météorologiques, car il y est souvent mentionné :
des masses d'air océaniques ou polaires;
une dépression (par exemple 950 hPa) en mer d'Irlande;
un anticyclone, ou zone de haute pression (environ 1 050 hPa ) sur les Açores;
etc.