Sous-marin

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Article incomplet en cours de rédaction
La vidéo "Sous-marin"

Sommaire

Présentation de l'expérience

L'objectif est de réaliser un petit sous-marin qui puisse se déplacer dans un aquarium.

Matériel

  • 2 boîtes de pellicules photo
  • 1 moteur (de lecteur cd par exemple)
  • 1 ventilateur
  • 1 pistolet à colle
  • Du polystyrène
  • 1 découpe polystyrène
  • 1 tournevis
  • 1 pile de 9V neuve
  • 1 pile de 9V usagée
  • Du lest (vis, trombone…)

L'expérience

La manipulation

Je décris l'expérience

Que voit-on ?

Lorsque nous plaçons le sous-marin dans l'eau, sans y avoir ajouté du lest, il flotte. Si nous en mettons un tout petit peu trop, il coule. L'équilibrage est donc très important et délicat à mettre en place.
Une fois correctement équilibré, le sous-marin avance en ligne droite dans l'aquarium jusqu'à la rencontre d'un obstacle.
On remarque également que la vitesse de rotation du ventilateur est plus importante dans l'air que dans l'eau.

Explications

De manière simple

Le ventilateur alimenté par la pile tourne et fait avancer le sous-marin.

Allons plus loin dans l'explication

Équilibre : Dans la réalité, le maintien entre deux eaux d'un sous-marin n'est pas effectué avec des lests comme nous l'avons mis en place ici. Un sous-marin utilise ce que nous appelons des ballasts. Ce sont des volumes disposés entre la coque épaisse et la coque mince du sous-marin, en communication avec la mer.
Si les ballasts sont vides, le sous-marin va flotter (équivalent -> pas assez de lest). Au contraire, s’ils sont pleins, il va couler (équivalent-> trop de lest). Le remplissage des ballasts va donc permettre l'équilibrage du sous-marin dans l'eau.

Force générée par le ventilateur : Notre pile va permettre d'alimenter le petit moteur. L'énergie électrique est convertie en énergie mécanique. L'axe sortant du moteur va lui-même transmettre son énergie au ventilateur par la rotation de celui-ci. Le ventilateur, fixé au moteur, tourne donc. L'environnement des pales va s'opposer à la rotation de celles-ci par frottement. Et la force d'opposition de l'eau est bien plus importante que celle de l'air, d'où une vitesse de rotation moins importante dans l'eau.

Liens avec d'autres expériences

Expériences sur Wikidébrouillard

Applications : liens avec le quotidien

Les sous-marins grandeur nature.

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