On montre, avec des canettes de boisson, que c’est la masse volumique moyenne d’un objet qui détermine s’il flotte à la surface d’un liquide ou bien s’il coule.
Fiche d’accompagnement de l’expérience:
Matériel-
3 canettes intactes du même soda et du même fabricant, la première contenant le soda habituel , la deuxième contenant la version sucrée par des édulcorants, c’est-à-dire portant la mention « light », et la troisième contenant une boisson dite « à 0 % de sucre »
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un récipient transparent rempli d’eau et suffisamment grand pour contenir les canettes
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éventuellement du gros sel ou du sucre
Montage et réalisationPlacer délicatement les canettes intactes dans un récipient transparent rempli d’eau.
La canette contenant le soda sucré coule alors que les canettes de boisson édulcorée flottent à la surface (celle dite « à 0 % » un peu plus haute que la canette light).
Prendre garde à enlever l’eau qui pourrait se trouver sur la face supérieure des canettes de boisson « light » et « 0 % » au moment où on les met dans l’eau. Si la canette « light » coule malgré ces précautions, il faut dissoudre dans l’eau du récipient du gros sel ou du sucre en quantité suffisante pour observer l’effet attendu.
ExplicationsLes sodas contiennent habituellement de grandes quantités de sucre dissous ; ils ont, de ce fait, une masse volumique nettement supérieure à celle de l’eau.
Plongée dans l’eau, une canette de soda sucré coule car elle subit une poussée d’Archimède dont la valeur est inférieure à celle de son poids. Dans les boissons « light », on remplace le sucre par une quantité très faible de substances édulcorantes, si bien que leur masse volumique est à peine supérieure à celle de l’eau.
Les canettes remplies en usine contiennent toujours un peu d’air qui suffit à rendre la masse volumique moyenne des canettes « light » et « 0 % » inférieure à celle de l’eau, à condition qu’elles ne soient pas alourdies par des gouttes d’eau se trouvant sur leur face supérieure.
Il arrive que l’air résiduel de la canette ne suffise pas à la faire flotter.
Dans ce cas, il faut augmenter la poussée d’Archimède subie par les canettes immergées et donc augmenter la masse volumique de l’eau du récipient en y dissolvant du sel ou du sucre. Les masses volumiques du soda normal et des sodas « light » sont suffisamment différentes pour que les comportements des deux sortes de canettes soient bien différents.
Attention cependant à ne pas dissoudre trop de sel ou de sucre dans l’eau du récipient car alors les trois canettes flotteraient.
RemarquesLa traduction littérale de « light » est « léger » ou « allégé », sous entendu « en sucre ». La présentation adoptée ici permet de jouer sur le sens du mot « léger », puisque c’est la canette de soda allégé qui flotte contrairement à l’autre