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Flotter et couler

École primairePhysiqueUn objet flotte lorsqu’il est moins dense que le liquide ; alors ρ_object / ρ_liquid de cet objet se trouve sous la surface

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À propos de cette expérience

Est-ce que l’objet va flotter ou couler ? Beaucoup d’enfants pensent que les objets lourds coulent et que les objets légers flottent, mais une grosse pomme flotte tandis qu’une minuscule pièce de monnaie coule. Ce qui compte, c’est la matière dont l’objet est fait et la place qu’il occupe. Fais glisser des objets du quotidien dans une bassine d’eau, devine d’abord puis vérifie, et ajoute ensuite du sel dans l’eau pour voir un œuf remonter à la surface.

Objectifs pédagogiques

  • Classe les objets du quotidien selon qu’ils flottent ou coulent
  • Fais une prédiction et vérifie-la avec un test équitable
  • Explique que les objets lourds peuvent flotter et que les objets légers peuvent couler
  • Explique que modifier la forme d’un matériau peut le faire flotter
  • Observe que les objets flottent plus haut dans l’eau salée

Comment l’utiliser

  1. 1Choisis d’abord « Prédire ». Pour chaque objet, devine s’il va flotter ou couler, puis observe. Combien de bonnes réponses as-tu trouvées ?
  2. 2Compare la pomme et la pièce. Laquelle est la plus lourde ? Laquelle flotte ?
  3. 3Mets la boule d’argile et le bateau en argile dans l’eau. Ils sont faits de la même argile et ont la même masse. Qu’est-ce qui est différent ?
  4. 4Regarde le glaçon et le bloc de bois. Lequel a la plus grande partie sous l’eau ?
  5. 5Mets l’œuf dans l’eau du robinet, puis remplace-la par de l’eau salée. Que se passe-t-il ?
  6. 6Répartis tous les objets en deux groupes. Qu’ont en commun les objets qui coulent ?

Le modèle

Masse volumique : quantité de masse contenue dans chaque centimètre cube
Un objet flotte si sa masse volumique est inférieure à celle du liquide.
Pour un objet flottant, cette proportion se trouve sous la surface.

Hypothèses

  • Chaque objet a une masse volumique caractéristique. Les vraies pommes, les pierres et les œufs varient, et un œuf très frais coule plus rapidement qu’un œuf vieux.
  • Le bateau en argile et la bouteille fermée sont considérés comme un seul objet avec l’air qu’ils contiennent, ce qui réduit leur masse volumique moyenne.
  • L’eau du robinet a une masse volumique de 1,00 g/cm³ ; l’eau salée contient beaucoup de sel dissous et a une masse volumique de 1,10 g/cm³.
  • Les objets n’absorbent pas l’eau, ils flottent donc à la même hauteur aussi longtemps que tu les observes.

À essayer en classe

  1. Q1Pourquoi un énorme navire en acier flotte-t-il alors qu’une petite clé en acier coule ?
  2. Q2Comment pourrais-tu faire flotter une boule d’argile sans enlever d’argile ?
  3. Q3Un œuf coule dans un verre d’eau du robinet. Que pourrais-tu ajouter à l’eau pour le faire flotter ?
  4. Q4Pourquoi est-il plus facile de flotter dans la mer que dans une piscine ?
  5. Q5La plus grande partie d’un iceberg se trouve sous l’eau. Utilise le glaçon pour expliquer pourquoi.

Foire aux questions

Est-il vrai que les objets lourds coulent ?

Pas toujours. Une grosse bûche est beaucoup plus lourde qu’un petit caillou, mais la bûche flotte et le caillou coule. Le fait qu’un objet flotte dépend de son poids par rapport à sa taille : les scientifiques appellent cela la densité.

Pourquoi le bateau en argile flotte-t-il alors que la boule d’argile coule ?

La forme du bateau emprisonne beaucoup d’air et déplace bien plus d’eau que la boule. Ensemble, l’argile et l’air à l’intérieur du bateau sont moins denses que l’eau, qui peut donc soutenir le bateau.

Comment mettre en place cette activité en classe ?

Utilisez un bac transparent rempli d’eau et de vrais objets comme ceux-ci. Demandez aux élèves de noter leurs prédictions dans un tableau avant de tester chaque objet, puis discutez des éventuelles surprises. Dissolvez une bonne quantité de sel dans un pichet d’eau pour refaire le test de l’œuf.