Questions aux experts
Matière et matériaux
Pourquoi le caoutchouc flotte-t-il lorsqu'il est sec alors qu'il coule s'il est mouillé ?
Un bracelet de caoutchouc sec flotte. Lorsqu'il est mouillé, il coule. Quelle explication puis-je donner aux élèves ?
Pour compléter les explications déjà données, on peut aussi observer les insectes qui "marchent sur l'eau" à la surface des étangs : ils ne flottent pas non plus, mais utilisent la tension superficielle (ou "peau" de l'eau dans un langage simple) pour se maintenir à la surface.
Ces exemples sont aussi un bon moyen de mettre en évidence l'existence d'échelles de longueur dans la nature : les raisonnements qu'on peut faire à notre échelle ne sont pas nécessairement valables à des échelles plus petites ou plus grandes. En d'autres termes, les voyages de Gulliver sont un beau rêve, mais posent des problèmes physiques insurmontables...
On peut aussi montrer que la hauteur du saut des puces, par exemple, n'a rien de si extraordinaire alors qu'en la rapportant naïvement à notre taille, elle semble totalement surnaturelle.
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Le bracelet de caoutchouc sec est "posé" sur l'eau. Il faut d'ailleurs prendre des précautions car si, quand on le pose, une partie est mouillée, il coule. On ne peut pas dire qu'il "flotte", comme un bout de bois, car il n'est pas en partie immergé dans l'eau. C'est une propriété importante de l'eau que de pouvoir supporter des petits objets qui devraient normalement couler : c'est encore plus spectaculaire de faire tenir sur l'eau un trombone. A l'école, on peut parler de la "peau" de l'eau, les scientifiques eux parlent de "tension superficielle".
Quand le bracelet ou le trombone mouillés, même en partie, sont posés sur l'eau, l'eau qui les entoure forme une nouvelle peau avec la surface, l'objet est en partie immergé et n'est plus retenu : il coule rapidement.
La peau de l'eau est fragile. Dans l'expérience de l'objet posé, on peut en quelque sorte la détruire en versant quelques gouttes de liquide pour la vaisselle. L'objet coule immédiatement.