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Les petites expériences scientifiques #2 : Pourquoi les sous-marins ne coulent-ils pas ?

Écrit par Aude Bonnemaison - 13/06/2018 10:30
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Aujourd'hui, Archi te propose de résoudre une énigme


T'es-tu déjà posé la question : comment les sous-marins peuvent plonger et remonter à la surface comme bon leur semble ?
À ton avis, ils sont remplis de cailloux et il leur suffit de les lâcher pour remonter à la surface ?
Non ! Nous allons observer cela de plus près pour comprendre ce phénomène.
Es-tu prêt pour cette expérience ?



Le matériel qu'il te faut :


Le déroulé de l'expérience


Étape 1 : Voyons comment fonctionne le principe de base du sous-marin ! D’abord, remplis ton récipient d’eau colorée grâce à l’encre et introduis le gobelet dans l’eau, ouverture vers le bas. Comme tu peux le constater, ton verre ne se remplit pas d’eau. Sais-tu pourquoi ? c‘est parce qu’il est rempli d’air !

Étape 2 : remonte maintenant ton verre, en le maintenant légèrement en dessous de la surface de l’eau. Tu remarques que l’air reste emprisonné dans le verre, que celui-ci ne se remplit pas d’eau, car il est déjà plein d’air ! Et comme l’air est plus léger que l’eau, l’air reste emprisonné en haut du gobelet. En effet, sur terre, à cause de la force de gravitation, ce qui est plus léger se place toujours en dessus de ce qui est plus lourd.

Étape 3 : continuons cette expérience ! Introduis maintenant ta paille à l’intérieur du verre tout en gardant celui-ci immergé. Vois-tu ce qu’il se passe ? L’air contenu dans le gobelet s’échappe par la paille, et il est peu à peu remplacé par l’eau qui vient prendre sa place. Car il ne peut pas y avoir de vide sur terre : le vide se remplit toujours de quelque chose.

Étape 4 : de la même manière, si maintenant tu souffles légèrement dans ta paille. L’air rentre à nouveau dans le verre et chasse l’eau, et prend ainsi sa place.

Tu te rappelles pourquoi ? Parce que comme nous l’avons vu, l’air étant plus léger que l’eau,il vient automatiquement se placer au-dessus d’elle dans le gobelet. Le plus léger toujours au-dessus du plus lourd !


archi-le-personnage

Les explications d'Archi :


Cela est dû à la force de gravitation : ce qui est plus léger se place toujours en dessus de ce qui est plus lourd. Ce phénomène est exactement le même sur un sous-marin.
En effet, les sous-marins fonctionnent de la même manière que ton gobelet ! tout autour de sa coque il est équipé de sortes de réservoirs appelés « ballast ».
Ceux-ci sont emplis d’air lorsque le sous-marin est en surface. Pour le faire descendre en profondeur, on ouvre des valves qui permettent à l’eau de mer de pénétrer dans les ballasts par le bas, tout en expulsant ce qui s’y trouve par les valves en haut.
Le sous-marin alourdit par ses ballasts, plein d’eau de mer, se met alors à descendre.
Un sous-marin, est également équipé de réservoirs d’air comprimé. Pour le faire remonter à la surface, on libère l’air comprimé ainsi stocké, dans les ballasts contenant l’eau de mer.
Cette fois c’est l’air qui chasse l’eau des ballasts et comme l’air est plus léger que l’eau, il fait remonter le sous-marin à la surface !
Tu l’as compris, c’est donc ainsi que le capitaine gère la profondeur d’immersion de son sous-marin : il dose la quantité d’air ou d’eau à injecter dans les ballasts.
Voilà ! Tu sais tout sur les sous-marins maintenant jeune savant !

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