Un ballon qui monte à la demande

Un ballon de baudruche rempli d’eau du robinet et lesté avec des trombones est immergé dans un récipient rempli d’eau. Bien entendu, il coule et reste au fond. Pour le faire remonter sans l’aide des mains, il suffit d’augmenter la densité de l’eau en y dissolvant du sel. Cette expérience est une application classique de la poussée d’Archimède.

Fiche d’accompagnement de l’expérience:
 

Matériel
  • un ballon de baudruche ;

  • un grand récipient de verre ;

  • du sel ;

  • des trombones de bureau.

Montage et réalisation

Remplir d’eau du robinet un ballon de baudruche et le refermer sans emprisonner d’air.
Plonger ce ballon dans un récipient de verre rempli d’eau du robinet et le lester en accrochant des trombones du côté de l’ouverture de gonflage jusqu’à ce que le ballon reste au fond du récipient.
Saupoudrer une grosse quantité de sel dans l’eau : le ballon se met peu à peu à monter, puis il flotte à la surface.

 

Explications

Le poids de l’ensemble (ballon + trombones) étant supérieur à sa poussée d’Archimède dans l’eau, le ballon reste au fond du récipient.
La poussée d’Archimède a la même valeur que le poids de l’eau déplacée par le ballon.
La masse volumique de l’eau augmente par ajout de sel, augmentant ainsi la valeur de la poussée d’Archimède.
Pour une certaine valeur de la concentration en sel dans l’eau, la poussée d’Archimède compense le poids du ballon qui peut rester en équilibre à mi-hauteur.
Lorsque la concentration en sel continue à augmenter, la poussée d’Archimède peut devenir supérieure au poids du ballon qui flotte alors à la surface du liquide.

 

Remarques

Autre expérience sur le même sujet : voir « Un œuf qui flotte entre deux eaux »

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