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Coca et mentos...l'explication !

ACHETTE B. — 2015-06-18T12:58:23Z

Voir à 50 s. Record du monde cola+Mentos® simultanément 4334 bouteilles au total.Festival Internacional del Globo in León, Guanajuato, Mexico, le 15 Novembre 2014

LISTE DU MATÉRIEL NÉCESSAIRE :

1.5L de cola light.
6 Mentos®
Un clou
10cm de fil de fer
Une perceuse

PROTOCOLE :

1) Percer les Mentos® grâce au clou.

2) Percer le bouchon de la bouteille. Diamètre 4mm environ.

3) Enfiler les Mentos® sur le fil de fer et faire passer une extrémité du fil à travers le trou du bouchon.

4) Visser le bouchon sur la bouteille. Votre bouteille est maintenantt "chargée" et prête à faire un joli geyser !

5) Il ne reste plus qu'à laisser tomber les Mentos® dans le cola !

OBSERVATIONS :

INTERPRÉTATION :

Niveau collège :
Le cola contient du dioxyde de carbone CO₂ dissout en grande quantité. Lorsque que l'on ouvre la bouteille, le gaz s'échappe doucement. Le fait d'ajouter des Mentos® accélère énormément ce phénomène et provoque un dégazage ultra rapide.

Complément niveau lycée :
La surface du Mentos® est recouverte de milliers de petits creux appelés "sites de nucléation". C'est ce qu'il faut obligatoirement pour amorcer la formation d'une bulle à partir d'un gaz dissout dans un liquide. C'est le même phénomène pour les bulles de champagne qui se forment grâce aux poussières ou aspérités du verre.

Au microscope electronique à balayage on observe la rugosité de Mentos à la menthe (à gauche) et de mentos aux fruits (à droite), les barres d'échelles représentent entre 20 et 200 micromètres (Image : T Coffey/Dewel Microscopy Facility/AAPT)

Le fait d'ajouter des Mentos® permet la formation de milliers de bulles simultanément et provoque donc un formidable dégagement gazeux.

Pour aller plus loin

http://www.scientificamerican.com/article/bring-science-home-coke-mentos/

http://www.newscientist.com/article/dn14114-science-of-mentosdiet-coke-explosions-explained.html

Faire du beurre à la maison !

ACHETTE B. — 2013-11-18T19:00:08Z

LISTE DU MATÉRIEL NÉCESSAIRE :

De la crème entière liquide (30% de matière grasse)
Une petite bouteille en plastique.

PROTOCOLE :

Verser la crème dans la bouteille et secouez vigoureusement pendant 5 min.
Au bout d'un moment, il se forme un solide dans la bouteille.
Ouvrez la bouteille et passez le contenu à la passoire pour séparer le beurre du petit lait.
Rincez bien le petit lait avec de l'eau car le beurre n'est pas miscible à l'eau.
Couvrez le et mettez le au frais pour qu'il durcisse, il peut se consommer pendant 48h maximum.

OBSERVATIONS :

INTERPRÉTATION :

Le beurre se forme en remuant la crème car vous faite s'agglutiner tous les petits corps gras présents dans la crème fraîche.
Le beurre obtenu est mou car sa température de fusion est proche de 30°C.

Fabriquer un moteur electrique avec presque rien...

ACHETTE B. — 2013-02-23T17:17:27Z

Attention expérience à réaliser avec ses parents car il y un risque de court circuit de la pile !

LISTE DU MATÉRIEL NÉCESSAIRE :

Une pile plate 4.5V
De la patafix
Une vieille dynamo de vélo.
Deux morceaux de 5 cm de fil électrique rigide dénudé.

PROTOCOLE :

Démontez la dynamo et récupérez la bobine de fil et l'aimant cylindrique.
Grâce au fil électrique vernis de la bobine, réalisez une petite bobine de 2c m de diamètre et d'une dizaine de tours.cf ci-dessous.

Placez un fil électrique rigide sur chaque lamelle de la pile grâce à la patafix comme ci-dessous.
Placez ensuite l'aimant cylindrique comme suit.

Enlevez le vernis sur les extrémités de la bobine et posez la sur les fils de la pile.
Si le moteur ne démarre pas, N'ATTENDEZ PAS, aidez le à tourner.

Cette expérience est presque un court circuit de la pile donc attention, la bobine chauffe beaucoup ! Attention à ne pas vous brûler ! Il ne faut pas le faire plus de 10 secondes !

OBSERVATIONS :

On remarque sur cette vidéo que plus on rapproche l'aimant plus le moteur tourne vite !

INTERPRÉTATION :

Pour les moteurs électriques on utilise un certain vocabulaire : Le stator qui est fixe et le rotor qui tourne !

Grâce au passage du courant dans le rotor (la bobine ici), il se forme un champ magnétique aux alentours de ce dernier. Ce champ magnétique s'oppose à celui de l'aimant (le stator) présent à côté. Le moteur tourne.

C'est exactement le même principe pour les moteurs utilisés en classe !

En réalité, un moteur à courant continu fait appelle à quelques lois d'électromagnétisme, trop complexes pour les aborder ici !

Le verre siphonné !

ACHETTE B. — 2013-02-23T17:11:18Z

LISTE DU MATÉRIEL NÉCESSAIRE :

2 pailles
Un verre d'eau

PROTOCOLE :

Réalisez un tube en U avec les 2 pailles. (Pour enfiler les deux tubes l'un dans l'autre il suffit d'en tailler un en biseau. cf photo ci-dessous)

Une fois le tube en U obtenu. Coupez une paille plus courte que l'autre.cf ci-dessous.

Préparez votre verre d'eau proche d'un évier.
Remplissez votre tube en U avec de l'eau.
Plongez l'extrémité courte du tube dans le verre et observez.

OBSERVATIONS :

INTERPRÉTATION :

Simple :

La différence de pression appuyant à la surface de l'eau entre le haut (dans le verre) et le bas (à la sortie de la paille) fait que l'eau s'écoule sans apport d'énergie extérieure. Tout se passe comme si l'air appuyait sur la surface de l'eau dans le verre pour pousser cette dernière.

Ce phénomène peut être renversé pour créer un siphon inversé. C'est le principe des passages de route par un aqueduc ou des puits artésiens. Je vous laisse faire vos recherches sur ces deux phénomènes...

Avancée
C'est ici un problème de mécanique des fluides qui nécessite l'utilisation d'une formule complexe : le théorème de Bernoulli.

Nous nous arrêterons ici car l'étude de ce cas est souvent réservé aux études supérieures. Cela n'a donc pas grand intérêt ici.

Créer un OVNI à la maison !

ACHETTE B. — 2013-02-23T17:07:46Z

LISTE DU MATÉRIEL NÉCESSAIRE :

Attention : Pour que l'expérience fonctionne, il faut être patient et attendre un jour sec. Car l'humidité est le pire ennemi de l'électrostatique.

Un vieux vinyle 33 tours ; (Un grand, pas un petit 45 tours)
Un sachet en plastique de fruits et légumes de supermarché.
Un dispositif pour tenir le vinyle par son centre sans le toucher. (Ici un bouchon de tube à essai et un crayon à papier planté dedans)
Un morceau de laine ou un chiffon en laine.

PROTOCOLE :

Découper une bande du sachet de 5 cm de largeur à peu près.

Trouver un moyen de tenir votre disque vinyle sans le toucher. (Avec un isolant)

Glissez la bande de plastique entre vos doigts et faites la glisser avec votre autre main. Le but étant de frotter la bande en plastique. Posez cette bande de plastique ainsi chargée.

Frottez ensuite le disque vinyle avec un morceau de laine de préférence en faisant des cercles.

Tenez votre disque chargé d'une main et de l'autre venez poser la bande de plastique à 10 cm au dessus du disque.

OBSERVATIONS :

INTERPRÉTATION :

C'est une expérience d'électrostatique. Vous avez bien compris qu'il s'agit ici de charge électrostatique.

En effet, le fait de frotter un isolant avec de la laine permet d'arracher des électrons de ce dernier. Un électron étant chargé négativement, la surface frottée se retrouve avec un surplus de charges positives.

Ici, les deux surfaces sont donc chargées positivement. Or, en électrostatique : deux même charges se repoussent.

La force de répulsion entre ces deux surfaces est opposée à la force de pesanteur du sachet : le sachet en plastique lévite.

Cependant c'est un équilibre TRES instable. Beaucoup d'autres phénomènes entre en jeu ici...

Une autre expérience réalisable en laboratoire (en licence de physique à la faculté des sciences de Montpellier par exemple ;-) ) est celle de l'Effet Meissner. Un aimant peut léviter au dessus d'un supraconducteur refroidit à -196°C par de l'azote liquide.

La lait artistique !

ACHETTE B. — 2013-01-23T14:43:19Z

LISTE DU MATÉRIEL NÉCESSAIRE :

Du lait ENTIER (pour la graisse qu'il contient...)
Des colorants alimentaires bleu, vert, rouge...
Du liquide vaisselle.
Un bac à glace vide ou autre récipient du même genre.

PROTOCOLE :

Versez du lait entier sur 3 cm de hauteur.
Dispersez quelques gouttes de colorant à la surface du lait comme ci-dessous ou selon votre inspiration !

Versez alors quelques gouttes de liquide vaisselle çà et là dans le bac.

Attendez au moins une bonne minute et observez les tumultes du colorant.

OBSERVATIONS :

Rupture de la tension superficielle de l'eau dans le lait

Tumultes observables

INTERPRÉTATION :

Difficile pour les collégiens.

Le premier phénomène observé lors de l'ajout de savon est la rupture de la tension superficielle, je vous invite à vous reporter aux expériences "Le poivre qui a peur" ou " Le trombone qui flotte puis qui coule" pour comprendre ce phénomène.

Explication du phénomène suivant qui se réalise au bout d'une minute environ après l'ajout de savon...

Le savon contient des molécules amphiphiles. Il s'agit de molécules, qui, d'un côté "aime" l'eau et de l'autre "aime" la graisse.

C'est pour cela que le savon permet de nettoyer les tâches de graisse car il capte la graisse d'un côté tout en étant miscible dans l'eau de l'autre.

Dans l'expérience ci-dessus, les phénomène observés sont complexes. Pour faire simple, les tumultes sont généré par le savon qui capte la graisse du lait entier qui en contient beaucoup. Cependant, ces molécules de savon capte en même temps le colorant de l'autre côté.

C'est cela qui permet de "tracer" les mouvements de la graisse dans le lait après l'ajout de savon.

La fusée à l'aspirine effervescente...

ACHETTE B. — 2013-01-23T14:19:07Z

LISTE DU MATÉRIEL NÉCESSAIRE :

Un quart de cachet d'aspirine ou autre cachet effervescent.
Un tube d'aspirine vide.
Quelques gouttes d'eau

PROTOCOLE :

Demande à un adulte de retirer la poudre desséchante présente dans le bouchon du tube d'aspirine.(cf. ci-dessous)

Pose le bouchon vers le haut sur la table. Installe un quart de cachet effervescent dans ce bouchon vide.

Ajoute vite quelques gouttes d'eau puis ferme le tube par dessus le bouchon. Attends quelques secondes sans mettre ta tête au dessus.

OBSERVATIONS :

INTERPRETATION :

Au contact de l'eau, le cachet effervescent libère du dioxyde de carbone. (Le cachet est fait d'acide citrique et d'un dérivé carbonaté). La libération de ce gaz dans le tube fait augmenter la pression à l'intérieur de celui-ci. Le tube s'ouvre sous la trop grande pression et part dans les airs. C'est le principe des actions réciproques. Le gaz qui s'échappe à grade vitesse propulse le tube comme dans les fusées...

Pour qu'une vraie fusée décolle il faut que les gaz qui s'échappent des réacteurs atteignent des vitesses monstres... de l'ordre de 7200 à 9000 km/h !

Le trombone qui flotte puis qui coule !

ACHETTE B. — 2013-01-23T13:48:21Z

LISTE DU MATÉRIEL NÉCESSAIRE :

un trombone
un verre d'eau
un bout de papier
du liquide vaisselle.

PROTOCOLE :

Il faut arriver à faire flotter le trombone à la surface du verre d'eau. On peut y arriver après quelques essais mais le plus simple est de poser le trombone sur un petit carré de papier de la taille du trombone et de poser l'ensemble sur l'eau.

Ainsi le papier va absorber l'eau et couler au fond du verre. Le trombone, lui, va rester à la surface. Quelques fois il faut aider le papier à couler.

Pour faire couler le trombone sans le toucher, il suffit d'ajouter une goutte de liquide vaisselle.

OBSERVATIONS :

INTERPRETATION :

A la surface de l'eau il existe un phénomène appelé "tension superficielle". Cette "peau" à la surface de l'eau peut supporter de faibles objets. Cependant, le savon que l'on nomme "tensio-actif" brise cette pellicule et le trombone coule.

Certains moustiques utilisent cette tension superficielle de l'eau pour "marcher sur l'eau". Si bien que dans les pays asiatiques on déverse du savon dans les rivières pour supprimer une partie de la population des moustiques qui ne peuvent alors "plus marcher sur l'eau."

Transpercer une patate avec une paille...

ACHETTE B. — 2013-01-22T18:09:13Z

Pas si facile...

LISTE DU MATERIEL NECESSAIRE :

Une paille en plastique

Une patate

PROTOCOLE :

Lors d'une fin de repas, proposez à votre entourage un défi : transpercer une pomme de terre avec une simple paille. Après de multiples échecs... Vos convives vont vous demander la solution.

Il suffit de boucher la paille d'un côté avec votre doigt et ainsi vous pourrez transpercer la pomme de terre.

OBSERVATIONS :

INTERPRETATION :

Le fait de boucher la paille avec un doigt empêche l'air de sortir lors de l'impact avec la patate. Ainsi, la pression à l'intérieure de la paille augmente fortement et rapidement. C'est cela qui permet de transpercer la paille sans effort.

Une matière...ni liquide...ni solide...ni gazeuse...

ACHETTE B. — 2013-01-22T17:58:29Z

Image retouchée volontairement pour ne pas faire de publicité

LISTE DU MATERIEL NECESSAIRE :

Un sachet de fécule de maïs (cf image ci-dessus, cherchez l'anagramme)

Un bol

De l'eau

PROTOCOLE :

Dans le bol, mélangez 4 cuillères à soupe de fécule de maïs avec de l'eau jusqu'à obtenir une pâte qui semble liquide.

Essayez de l'attraper dans vos doigts...Et essayez de taper dessus...!

OBSERVATIONS :

Vidéo non réalisé par le webmestre

INTERPRETATION :

La fécule de maïs est ce que l'on nomme un fluide non newtonien. C'est à dire qu'il ne réagit pas comme les fluides que nous connaissons tous comme l'eau ou l'huile. Ce fluide durcit lorsqu'il est perturbé et se liquéfie lorsqu'il est au repos.

Dans les vêtements de protection des motards, ces fluides sont utilisés. En effet, au repos ils permettent une liberté de mouvement car ils sont liquides. S'il se produit un choc, le vêtement durcit et protège le motard.

L'opposé de ces fluides existent ! Le voici ci-dessous :

Et oui le ketchup ! Vous connaissez tous ces bouteilles en verre où il faut secouer pour faire tomber le ketchup. Ce n'est pas pour rien qu'il faut secouer car le ketchup est un fluide thixotropique. A l'opposé de la fécule de maïs, les fluides thixotropiques durcissent au repos et se fluidifient lorsqu'ils sont perturbés.

En secouant le bocal de ketchup, vous le rendez liquide et il sort !