L'été dernier, Nadia et moi avons fait une excursion de pêche. Nadia m'a alors demande de résoudre une énigme: " Quand on jette l'ancre, que fait l'eau du lac? Le niveau monte-t-il, descend il ou reste-t-il stable? " Pour illustrer ce problème, j'ai mis au point une expérience très amusante.

Matériels:

- un gros bocal de verre;

- une boîte de conserve vide;

- une poignée de clous;

- du ruban-cache (ou un crayon gras).
 
 

L'énigme est résolue

Quand tu mets les clous dans la boîte, le niveau de l'eau du bocal monte. Fais une marque sur le bocal, pour indiquer le niveau atteint par l'eau.

Maintenant, prends les clous et laisse-les tomber au fond du bocal. Note à nouveau le niveau d'eau (la boîte de conserve doit toujours être sur l'eau). Et voilà! L'énigme est résolue: quand tu jettes l'ancre, le niveau du lac descend.

Une question de poids et de volume

Il y a une différence entre un objet immergé et un objet qui flotte. Un objet plongé dans l'eau déplace de l'eau. Un objet qui flotte déplace aussi de l'eau, mais pas pour les mêmes raisons.

Dans le cas d'un objet qui flotte, c'est le poids qui fait déplacer l'eau. Ainsi, si tu mets plus de clous dans ta boîte de conserve, le niveau de l'eau du bocal s'élèvera davantage parce que le volume d'eau déplacé augmentera.

Dans le cas d'un objet immergé, c'est le volume qui compte. Plus un objet prend de la place, plus il déplacera d'eau. Dans le bain, par exemple, tes parents font monter le niveau d'eau beaucoup plus que toi, parce que le volume de leur corps est plus grand que le tien.

Dans cette expérience, l'ancre immergée (les clous) déplace moins d'eau que le bateau (la boîte de conserve avec les clous). C'est pourquoi le niveau d'eau descend quand tu jettes l'ancre.

Un lac miniature

Puisque nous n'avons pas de lac à la portée de la main, nous allons utiliser notre imagination. La bocal de verre représentera donc un lac, la boîte de conserve deviendra notre embarcation et la poignée de clous fera office d'ancre.

Remplis le bocal aux trois quarts d'eau. Fais flotter la boîte de conserve sur ce lac miniature et dépose la poignée de clous dans la boîte.

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Tu peux retenir la formule suivante: un corps qui flotte déplace un poids d'eau égal à son propre poids. Un corps immergé déplace un volume d'eau égal à son propre volume.

Pour en savoir plus, ouvre une encyclopédie aux rubriques " Principe d'Archimède " et " Densité ". Je t'ai aussi proposé d'autres expériences sur ces principes.

Les Débrouillards, Janvier 90, page 5