Une expérience pour étudier la flottabilité

Vous cherchez une expérience facile à faire avec les enfants, dans la cuisine? Alors, ne cherchez pas plus loin, cette expérience sur la flottabilité ne nécessite qu’une orange (ou une mandarine) et de l’eau. Les enfants aiment savoir pourquoi les objets flottent ou coulent et apprécieront cette expérience scientifique. Ils comprendront ainsi pourquoi ils flottent dans la piscine et voudront sûrement tester d’autres objets, pour voir si ils flottent ou non.

Matériel nécessaire pour mettre en place cette expérience

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Il ne faudra vraiment pas grand chose, si ce n’est :

• une orange
• un bocal d’eau assez large

Ça flotte ou ça coule?

Demandez à vos enfants si ils pensent que l’orange va couler ou flotter. Puis laissez tomber l’orange dans l’eau pour voir le résultat. Normalement, l’orange va flotter.
On peut la pousser avec les doigts ou une cuillère mais elle finira toujours pas remonter.

Maintenant, demandez à un de vos enfants de peler l’orange, et posez la même question. A priori, elle devrait encore flotter.

Sauf que non, elle va couler et des bulles vont s’échapper (on en voit une sur la photo ci-dessous)

Pour l’orange pelée coule-t-elle et pourquoi l’orange avec sa peau flotte-t-elle?

La flottabilité est la tendance d’un objet à couler ou flotter dans l’eau (ou un autre fluide). C’est grâce à la poussée d’Archimède qu’un objet flotte : cette poussée est une force dirigée vers le haut, qui s’applique sur les objets qui sont dans un fluide, comme l’eau. Elle est égale au poids du volume du fluide égal qui correspond au volume de l’objet qui est dans ce fluide. Ainsi, pour un objet qui dépasse de la surface de l’eau, il faut prendre en compte seulement le volume de sa partie immergée.
Quand l’orange est dans l’eau, son poids la pousse vers le haut tandis que la poussée d’Archimède la pousse vers le haut. Elle flotte car de l’air est présent entre les fibres de la peau de l’orange : cet air, plus léger que l’eau, diminue la densité globale de l’orange. La poussée d’Archimède devient alors suffisante pour faire flotter l’orange.

A l’inverse, l’orange sans peau a une densité supérieure à l’eau, donc elle coule. C’est le même principe que la bouée : comme la bouée contient de l’air, elle permet de diminuer la densité d’un baigneur et donc de le faire flotter.

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