L'oeuf qui flotte

Auteur avatarClaire Cantin | Dernière modification 22/03/2020 par Claire Cantin

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Étape 1 - Réunir le matériel



Étape 2 - Préparer l'eau salée

Prépare de l'eau saturée en sel en versant du gros sel de préférence (pour conserver la transparence de l'eau) dans un récipient d'eau. Tu peux mélanger si nécessaire à l'aide de la cuillère.



Étape 3 - Plonger l'oeuf dans l'eau

Verse de l'eau dans le bocal (jusqu'à au moins 5-6 cm de haut) puis met ton œuf dans le bocal. Que remarques tu ?


Étape 4 - Faire flotter l'oeuf

Rajouter petit à petit l’eau saturée en sel dans le même récipient que l’œuf. Qu'observes tu ?


Comment ça marche ?

Observations : que voit-on ?

Lorsque l’œuf est placé dans le bocal d’eau, il coule. Il se met a flotter à partir d'une certaine quantité d'eau salée ajoutée.

Mise en garde : qu'est-ce qui pourrait faire rater l'expérience ?

Si l’œuf est trop vieux, il se peut qu'il flotte dès le début de l'expérience. Un œuf qui flotte dans de l'eau douce est périmé !

Cette expérience demande beaucoup de sel, au moins 4 grosses cuillères de sel pour un verre d'eau. Si tu n'as pas assez de sel, tu peux faire la même expérience avec du sucre.

Explications

Lorsqu'un œuf est plongé dans l'eau, il coule, cela est dû à sa densité qui est plus forte que celle de l’eau. L’œuf est plus "lourd" que l'eau.

La densité de l'eau salée est plus forte que l'eau douce. Plus on ajoute de sel dans l'eau plus sa densité augmente, jusqu'à ce que l'eau salée devienne plus "lourde" que l’œuf. L’œuf, moins dense que l'eau salée, se met alors à flotter.

Plus d'explications

Plongé dans l'eau, l’œuf subit deux forces, le poids et la poussée d’Archimède. Dans l'eau douce, l’œuf coule, cela signifie qu'il est plus dense que l'eau mais aussi que son poids est supérieur à la poussée d’Archimède.

La poussée d'Archimède est une force qui s'oppose au poids. Elle s'applique sur les objets placés dans un fluide, comme l'eau.

Lorsque l’on rajoute de l’eau saturée en sel, la densité de la solution eau-sel devient plus forte. L'eau devient alors plus dense que l’œuf, et l’œuf se met à flotter.

Présentation et schéma des trois cas :

  • Premier cas : l’œuf coule dans le liquide qui est l’eau :
Loeuf qui flotte Archimede coule.jpg


L’œuf coule dans le liquide, cela signifie que le poids est supérieur à la poussée d’Archimède.

  • Deuxième cas : on rajoute du sel dans l’eau, l’œuf flotte.
Loeuf qui flotte Archimede flotte.jpg


L’œuf est au fond du bocal, on rajoute maintenant du sel dans le bocal. Lorsque le sel est rajouté dans l’eau, il se dissout et le mélange eau-sel donne une solution dont la masse volumique varie en fonction de la quantité de sel. La densité de l’œuf est inférieure à la densité de l'eau salée dans le cas présent.

  • Troisième cas : l’œuf reste en sustentation (il reste entre deux eaux) dans la solution :
L oeuf qui flotte en sustentation.jpg


La densité de l’œuf est égale à la densité de l'eau salée dans le cas présent.

Applications : dans la vie de tous les jours

Les bateaux, les sous marins et même certains animaux marins utilisent ce même principe pour pouvoir flotter. Les sous-marins et les animaux marins possédant une vessie natatoire peuvent faire varier leur densité afin d'évoluer à différentes profondeurs.

C'est également le principe qui est utilisé par les montgolfières, sauf qu'elles se déplacent dans un autre fluide : l'air.

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La même expérience peut être réalisée en utilisant du sucre au lieu du sel, comme ici dans l'émission Jus de Citron par les Petits Débrouillards [1]

Éléments pédagogiques

Objectifs pédagogiques

Comprendre la densité d'un fluide et d'un objet.

Montrer que l'on peut modifier la densité d'un fluide en changeant sa composition.

Illustrer et comprendre les phénomènes de flottaison et de poussée d'Archimède.

Pistes pour animer l'expérience

Amener l'expérience sous forme de défi :  « Essayez de faire flotter cet œuf dans de l'eau ! » et proposer le matériel disponible.

L'animateur peut aussi commencer l'expérience :

  • soit en plongeant l’œuf dans l'eau devant les participants pour leur faire observer qu'il coule, avant de leur lancer le défi de le faire flotter,
  • soit en préparant l'expérience à l'avance, puis en montrant l’œuf qui flotte aux participants et en leur proposant d'essayer d'obtenir le même résultat en utilisant le matériel de leur choix parmi le matériel mis à leur disposition.

Présenter le matériel principal de l’expérience : un œuf et un récipient rempli d'eau.

Proposer ensuite une liste de matériel annexe dans laquelle se trouvera le sel mais aussi d'autres matériaux qui n'influent pas sur la densité (pour cela choisir des éléments qui ne sont pas solubles dans l'eau : huile, sable, poivre...) afin de permettre différents tests.

Sources et ressources

Liens Wikipedia

Masse volumique

Densité

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