Catégorie » Physique
Pourquoi flotte-t-on dans l’eau, pourquoi une tartine tombe-t-elle toujours du côté beurré, ou comment un avion aussi lourd arrive-t-il à voler : ces petites questions cachent souvent de grandes lois de la physique, à portée de main dans la vie de tous les jours. Pour les parents qui cherchent comment expliquer la physique aux enfants avec des exemples concrets, cette catégorie du blog s’appuie sur ce que l’on observe dans la cuisine, dans le ciel ou dans le bain pour comprendre le monde ensemble, sans formules compliquées.
Certains articles partent d’objets du quotidien, comme les bulles dans le champagne, les bulles de savon ou pourquoi le sel fait fondre la glace, tandis que d’autres regardent vers le ciel pour expliquer pourquoi les étoiles scintillent ou pourquoi les avions laissent des traces. D’autres articles encore abordent des notions plus larges, comme l’électricité statique, la formation des ombres ou pourquoi un bateau flotte sans s’enfoncer. De quoi éveiller le regard scientifique des petits comme des grands, au fil de ces articles.
Qu’est-ce que c’est amusant de jouer avec tes parents avec ton ombre, d’en faire des photos amusantes, que ce soit au soleil dehors ou bien le soir avec une lampe pour faire des ombres chinoises sur le mur ! Et, c’est à ce moment que tu te poses la question : Papa et maman, dites-moi, qu’est ce que mon ombre et comment elle se fabrique ?
Ce que dit la science sur les ombres
Alors, c’est quoi les ombres exactement ? Et bien, c’est une zone sombre qui se forme quand la lumière est bloquée par un objet.
Ce soir, le ciel est orageux, les enfants sont excités, l’air se charge d’électricité. Mais, au fait, c’est quoi l’électricité statique ? Rappelle-toi : c’est la sorte de choc électrique que tu as quand tu retires un vêtement, par exemple, quand tu touches la portière d’une voiture ou au moment d’embrasser quelqu’un ou de lui serrer la main. On parle aussi d’électricité statique quand vos cheveux se dressent sur votre tête ou quand votre jupe vous colle aux jambes. Cela arrive parfois quand tu fais du toboggan qui est en plastique.
Si je te demande de jeter un caillou à l’eau, tu t’attends à ce qu’il coule, et cela va être le cas. Par contre, si on met un bateau de quelques kilogrammes à plusieurs tonnes dans l’eau, il va flotter. Pourquoi ? La réponse a été trouvé par un savant grec ayant vécu au IIIè siècle en Grèce du nom de Archimède. Il avait démontré un principe qui porte son nom : tout objet que l’on met dans un fluide (comme l’eau) subit une force verticale de bas en haut égale au poids du fluide déplacée par l’objet.
Le soir quand tu regardes le ciel, tu peux y voir plusieurs choses : les étoiles, des planètes et les satellites que l’Homme a envoyé dans l’espace. Dans notre cas, ce sont les étoiles qui nous intéressent. Car quand on les regarde avec plus d’attention, certains étoiles semblent scintiller plus ou moins régulièrement que d’autres et de manière totalement irrégulières. En fait, ce scintillement est dû à notre atmosphère. Je vais t’expliquer. Prenons une étoile. La lumière de celle-ci part dans toutes les directions dont celle de notre Terre. Lorsqu’elle arrive près de la Terre, elle a parcouru une longue ligne droite sauf qu’elle doit affronter notre atmosphère. A cause de certaines turbulences de l’air que ce soient dûes à des variations de température ou de pression, cette ligne droite a désormais quelques petites déviations qui continue jusqu’à notre oeil. Mais pour celui-ci, ces micro-déplacements sont considérées comme si la source de la lumière c’est-à-dire l’étoile se déplaçait elle-même, comme si elle tremblait. Concernant l’importance du clignotement, cela est plus relatif à la distance de l’étoile jusqu’à la Terre : plus l’étoile est proche, plus l’oeil aura capté de rayons lumineux provenant de cette étoile, plus on considérera qu’elle scintille fort.
Certaines fois quand tu te lèves et que tu vas à l’école, tu vois des traces blanches dans le ciel qu’ont laissé des avions sur leur passage. On les appelle des traînées de condensation. Comme je te l’ai expliqué dans l’article sur le manque d’air en altitude, plus on monte en altitude, plus la température est basse. Comme les avions utilisent des moteurs à réaction, la combustion du kérosène, qui est le carburant pour les avions, a pour effet de créer de la vapeur d’eau. Sauf qu’à cette altitude, la vapeur d’eau gèle immédiatement formant ainsi des petites particules de glace. La condition a la création de ces cristaux est qu’il faut que l’atmosphère soit trés humide (100 à 130% de sursaturation), et une température inférieur à -30°C. Si la sursaturation est inférieur à 100%, il n’y aura pas de traînées. Par contre, si elle est supérieure à 130%, un nuage peut se former.