L'expérience du tourbillon consiste à remplir un bocal d'eau, y ajouter quelques gouttes de savon, puis à remuer l'eau pour créer un mouvement circulaire. Cela forme un vortex visible, où l'eau tourbillonne vers le bas en raison des forces centrifuges et de gravité. C'est une belle démonstration des principes de la dynamique des fluides.
Difficulté
Facile
Durée
10 minute(s)
Disciplines scientifiques
Science de la matière, Physique
Introduction
Une tornade c'est vraiment impressionnant et ça peut faire peur, surtout quand on pense à la puissance de la nature.
Cependant, il est possible d'explorer ce phénomène fascinant sans se mettre en danger.
- Matériel et outils
Couvercle 
Un couvercle est un élément mobile de forme plate servant à fermer un récipient ou un emballage. Il peut être amovible ou fixé au récipient par une charnière. Il est dans certains cas muni d'un organe de préhension parfois appelé fretel : anneau, poignée, bouton ou forme ornementale (fruit, légume ou encore gland...).
Eau 
L'eau est une substance essentielle à la vie. Transparente, sans goût et sans odeur, on la consomme le plus souvent dans son état liquide.
Paillettes
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Paillettes de couleurs
Bocal en verre 
Généralement en verre, le bocal peut être selon l’usage et l’époque ; en faïence, en grès ou en céramique. Parmi les avantages du verre, on peut noter la transparence permettant de voir son contenu et la possibilité de facilement désinfecter en chauffant à haute température.
Le couvercle de bocaux servant aux conserves comporte un joint de caoutchouc (généralement orange, voir photo ci-dessous). Il est relié au pot par un dispositif mécanique qui permet de le plaquer fermement sur l'orifice pour assurer l’étanchéité de la fermeture.
Liquide vaisselle 
Une solution détergente qui sert à laver la vaisselle.
Colorant 
Un colorant est une substance utilisée pour apporter une couleur à un objet à teinter.
En chimie, les groupement d'atomes dont l'absorption lumineuse cause la couleur s'appelle un chromophore. Un colorant soluble se désigne comme teinture, sinon c'est un pigment.
Dans les techniques d'application, comme la pharmacie ou la cuisine, un colorant peut contenir une combinaison de molécules solubles et de particules insolubles. En biologie, on parle de pigments plus que de colorants, dans tous les cas.Étape 1 - Préparation du bocal
- Verse de l’eau jusqu'à la moitié de ton bocal, rajoute du colorant et rajoute de l'eau presque jusqu’au bord.
- Ajoute quelques gouttes de liquide vaisselle.
Étape 2 - Ajout des paillettes (optionnel)
- Ajoute tes paillettes.
- Ferme bien ton bocal avec le couvercle.
Étape 3 - Création du tourbillon
- Prends ton bocal entre tes deux mains et secoue-le en faisant des cercles.
Étape 4 - Observation
- Dépose le bocal sur une surface plate et observe.
Comment ça marche ?
Observations : que voit-on ?
En faisant tourner l'eau dans le bocal, tu devrais voir un tourbillon se former. Ce tourbillon ressemble à un petit vortex et te montre comment l'eau se déplace en spirale. Tu pourras remarquer que l'eau se concentre vers le centre tout en s'élevant légèrement, ce qui est similaire à ce qui se passe dans une tornade.
Ensuite, grâce au colorant tu pourras mieux visualiser le mouvement de l'eau. Le colorant va tracer le chemin de l'eau et te permettre de voir les courants et les tourbillons plus clairement.
Enfin, cette expérience te permettra de comprendre comment les tornades se forment dans l'atmosphère. Bien que ce que tu observes soit à une échelle beaucoup plus petite, les principes de la dynamique des fluides restent les mêmes. C'est une manière fascinante de voir la science en action !
Mise en garde : qu'est-ce qui pourrait faire rater l'expérience ?
- Quantité d'eau : Pas assez d'eau peut empêcher la formation du tourbillon.
- Vitesse de rotation : Une rotation trop lente ne créera pas le vortex.
- Trop ou pas assez de savon peut influencer le résultat.
Explications
Lorsque tu fais tourner l'eau tu crées un mouvement circulaire. Ce mouvement génère une force centrifuge qui pousse l'eau vers l'extérieur. En même temps, la force de gravité attire l'eau vers le bas.
Au centre du tourbillon, la vitesse de l'eau augmente, ce qui crée une zone de basse pression. Cela signifie que l'eau environnante est attirée vers cette zone de basse pression, formant ainsi un vortex. Le savon réduit la tension de surface de l'eau, ce qui rend le vortex plus visible et permet aux mouvements de l'eau de se propager plus facilement. C'est cette combinaison de forces qui crée le tourbillon que tu observes.
Dernière modification 26/02/2025 par user:Asmâ.
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