Paul Zimmer (Pins), Patrick Delhalt (MNHN), Jean-Paul Bertemes (FNR), FreeLens TV

Vidéo de l’expérience

Notre petite expérience met en évidence un effet de physique étudié au 18e siècle par les scientifiques Bernoulli et Venturi.

Un effet de physique

L’air exerce une pression sur toute surface d’un objet qu’il entoure : la pression atmosphérique. En soufflant le long de l’une des surfaces, donc en chassant l’air en contact avec cette surface, on crée une diminution de la pression de l’air perpendiculairement au courant d’air. On peut également observer cet effet en réalisant l’expérience suivante avec un tube, un bol d’eau et un sèche-cheveux :

 

La pression atmosphérique dans chaque point du tube est la même qu’endehors du tube

Si on applique un courant d’air au dessus de l’extrémité supérieur du tube (p.e.x. à l’aide d‘un sèche-cheveux), la pression atmosphérique dans le tube diminue car des particules d’air sont entrainés par le cournat d‘air. L’eau monte dans le tube.

 

Dans notre expérience, on produit un courant d’air entre les sous-verre et la feuille de papier. Il apparaît donc dans cet espace une baisse de pression par rapport à la pression en-dessous de la feuille laquelle est poussée vers le sous-verre. Dès qu’on arrête de souffler la feuille tombe par terre.

D’ailleurs le même effet se produit avec un courant d’eau.

Autres exemples :

  • Des nageurs sont poussés vers le courant d’une rivière.
  • Au-dessus des ailes d’un avion l’air circule plus rapidement qu’en-dessous. Les ailes subissent donc une force dirigée vers le haut (portance).
  • La force de propulsion d’un voilier au vent de travers résulte de la circulation de l’air le long de la voile bombée : à l’intérieur la vitesse de l’air est moindre qu’à l’extérieur.
  • Les voyageurs situés sur le bord d’un quai risquent d’être poussés vers le train passant à vive allure.
  • Le vent produit des vagues sur l’eau.
  • Le vent crée une baisse de pression dans les cheminées ce qui favorise l’évacuation des gaz produits par la combustion.
  • Les drapeaux flottent au vent.

A quoi sert la punaise ?

Elle empêche la feuille de papier de glisser latéralement. Si vous tenez le sous-verre bien horizontalement vous n’en avez même pas besoin..

Des expériences à faire soi-même :

  • Jonglez avec une balle de ping-pong à laide d’une paille. Il n’y a aucune difficulté particulière. Il suffit d’avoir beaucoup de souffle et une main tranquille.

Pourquoi le courant d’air ne projette-t-il pas la balle de ping-pong par terre ?

En regardant de près tu remarques que la balle est balancée au-dessus du courant d’air de sorte à être constamment poussée vers le milieu du courant.

Si la balle se trouve décalé un peu trop vers la gauche par rapport au milieu du courant, la vitesse de l’air est plus grande sur le côté droit de la balle que sur son côté gauche. La pression y est donc supérieure et la balle est repoussée vers la droite.

Le même phénomène a lieu si la balle est déportée un peu trop vers la droite.

  • Suspendez deux balles de ping-pong à l’aide de ficelles à une distance de quelques centimètres et soufflez entre les balles: elles se rapprocheront.
  • Soufflez entre deux feuilles de papier maintenues parallèlement à une distance de quelques 10 cm: elles de rapprocheront.
  • Soufflez fortement dans le petit orifice d’un entonnoir, la grande ouverture étant dirigée vers le bas, et maintenez une balle de ping-pong à l’intérieur. Soufflez fortement et lâchez la balle : elle ne tombera pas par terre.

Texte: André Mousset (MNHN), Patrick Delhalt (MNHN)
Vidéo: Paul Zimmer (Pins), Patrick Delhalt (MNHN), Jean-Paul Bertemes (FNR), FreeLens TV

Musique: Jean-Paul Bertemes

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