Matériel : une ou plusieurs balles de ping-pong et un sèche-cheveux.
Pas-à-pas de l’expérience >
• Allumez le sèche-cheveux en position « air froid ».
• Le maintenir pour que l’air souffle vers le haut.
• Approchez une balle de ping-pong d’une vingtaine de centimètres au-dessus du sèche-cheveux.
• Lâchez la balle : incroyable, elle semble « flotter » !
• Inclinez maintenant le sèche-cheveux vers la droite ou la gauche.
Observe, cogite et eurêka !
À votre avis, pourquoi la balle reste-t-elle au-dessus du souffle du sèche-cheveux ? À quel moment tombe-t-elle et pourquoi ?
Ça ne marche pas ?
Est-ce que le sèche-cheveux souffle assez fort ? Est-ce qu’il y a du vent autour de vous ? Choisissez une pièce sans courant d’air !
Deux phénomènes scientifiques
Si la balle semble léviter, c’est grâce à :
• L’effet Coanda. L’air envoyé par le sèche-cheveux suit la courbure de la balle et n’est pas arrêté par elle. L’expérience ne fonctionne qu’avec un objet sphérique.
• Le théorème de Bernoulli. Ce physicien a démontré au 18e siècle que la pression d’un gaz diminue lorsque sa vitesse augmente.
L’air envoyé par le sèche-cheveux est plus rapide que l’air environnant. La pression diminue dans son souffle. La balle de ping-pong lâchée dans le souffle du sèche-cheveux se retrouve « prisonnière » dans la baisse de pression du souffle, et maintenue à sa place par la pression de l’air plus élevée autour.
Quand vous penchez le sèche-cheveux, la pression extérieure de l’air autour du souffle du sèche-cheveux va maintenir la balle en suspension, jusqu’à environ 30° d’inclinaison. La gravité reprend alors ses droits et la balle retombe au sol…
On continue l’expérience ?
Amusez-vous à ajouter une deuxième balle de ping-pong, voire une troisième balle (combien en mettrez-vous ?).
Essayez avec divers objets légers (un ballon de baudruche gonflé, du polystyrène, une boule de Noël, mais rien de trop petit qui pourrait s’introduire dans le sèche-cheveux et l’abimer !).
Poussez légèrement la balle avec le doigt, soufflez dessus pour la faire sortir de sa zone de basse pression ou encore essayez de faire décoller un avion en papier face à votre sèche-cheveux !
Comment les avions s’envolent-ils ?
Le théorème de Bernoulli l’explique.
Les ailes ont une courbure spéciale. Lorsque l’avion est en phase de décollage, il prend de la vitesse. La vitesse de l’avion va créer une zone de basse pression au-dessus des ailes. Sous les ailes, la pression va être plus forte. Cela va pousser les ailes vers le haut et va « porter » l’avion, qui peut s’envoler.
C’est pourquoi les avions décollent toujours en étant face au vent, qui va accélérer le processus !