Ludion
Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
 |
Cet article est une ébauche à compléter concernant la mécanique des fluides, vous pouvez partager vos connaissances en le modifiant. |
Le ludion est un montage de physique (ou un jouet) servant à prouver la faible compressibilité des liquides par rapport à l'air : un objet creux et rempli d'air est immergé dans un récipient fermé par une membrane. Une pression sur cette membrane fait descendre l'objet creux et l'arrêt de la pression le fait remonter.
Le principe est celui de la transmission de la pression par le liquide : celui-ci ne pouvant pas être comprimé, il transmet la pression à l'air se trouvant dans l'objet creux. Cet air prend alors moins de place. La place libérée par l'air est alors occupée par le liquide. L'objet descend donc puisque le volume qu'il occupe dans l'eau diminue : la poussée d'Archimède diminue proportionnellement.
C'est le principe du ballast des sous-marins.
Ce principe permet aussi de montrer la diminution du volume d'air avec l'augmentation de la profondeur lorsque l'on pratique la plongée sous-marine : plus l'on descend, plus le plongeur consomme une grande quantité d'air à chaque inspiration, puisqu'à volume constant (V1=V2), la quantité d'air contenue dans les poumons augmente avec la profondeur selon la loi de Mariotte : P1V1=P2V2, P étant la pression, V le volume, 1 l'état initial et 2 l'état final
De même, un ballon gonflé a un volume plus important à la surface de l'eau qu'au fond.
Sommaire |
[modifier] Construire un ludion
[modifier] Matériel
- Une bouteille en plastique (soda, 1,5 litres)
- Un tube de stylo à bille
- Un ou plusieurs trombones
- Du scotch transparent
- Des ciseaux
[modifier] Construction
Commencer par boucher, à l’aide d’un morceau de scotch, le petit orifice présent au milieu du stylo. Accrocher ensuite le trombone à la parti intérieure du tube (du côté de l’ouverture). Une fois la bouteille remplie d’eau, enlever le petit bouchon du stylo, tremper le tube aux trois quarts dans la bouteille et rebouchez : le tube est rempli d’eau aux trois quarts. Placer enfin le tube dans la bouteille ; celui-ci doit flotter verticalement. Reboucher la bouteille.
[modifier] Test
Il suffit d’appuyer sur la bouteille pour faire descendre l'objet. En effet, lorsque l'on appuie sur la bouteille, la quantité d’eau augmente dans le tube. Sa masse augmente donc (puisqu'un certain volume d'air est remplacé par de l'eau) ce qui le fait couler.
