Une onde de choc

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L’air est en mouvement perpétuel. Son mouvement est tellement chaotique que cela devient un casse tête pour les météorologues pour anticiper ses mouvements. Cette expérience va nous permettre de voir un phénomène invisible en action: la propagation d’une onde.

expérience les anneaux de fumée

Le canon utilisé dans cette expérience (qui a dit poubelle???) porte un autre nom: un générateur de vortex.

Pour en construire un, c’est très simple. Prenez un canon(bon ok d’accord, c’est une poubelle…), et coupez un tout petit cercle au fond de celle-ci. Puis, recouvrez le dessus de la poubelle d’une bache en plastique que vous devez tendre au maximum avant de la fixer (avec du scotch ou tout autre dispositif). C’est prêt!! Si vous pouvez, utilisez un générateur de fumée pour remplir l’intérieur de la poubelle de fumée.

Un peu de science maintenant. Que se passe t-il à l’intérieur de cette poubelle?
Lorsque vous frappez la bâche en plastique, vous diminuez un petit peu le volume à l’intérieur de la poubelle ce qui provoque une augmentation de la pression. Afin que la pression soit la même à l’intérieur et à l’extérieur de la poubelle, une petite quantité d’air  doit alors sortir de cette poubelle, porté par l’onde de choc créé par le mouvement brusque de la bâche. Arrivé à l’autre extrémité de la poubelle, seule une toute petite ouverture est présente afin de permettre à l’air de sortir. A cause de la taille de l’ouverture, l’air va alors être accéléré d’où la vitesse d’expulsion de l’anneau de fumée. Ce phénomène, qui est étudié en mécanique des fluides, vient de la différence de surface entre le lieu ou a démarré le mouvement (la bâche) et le point de sortie de la poubelle.

Un scientifique, monsieur Bernoulli, a découvert il y a bien longtemps de ça que plus vite une certaine quantité d’air se déplaçait, plus cela provoquait une diminution de la pression locale.De plus, si de l’air est mis en mouvement à un endroit et que cet air doit s’échapper par une sortie plus petite, cet air va s’accélérer et va produire ce fameux anneau de fumée. Cet anneau va rester très longtemps stable car la pression de l’air à cet endroit est plus faible que l’air qui entoure l’anneau ce qui fait que l’air est emprisonné dans cet anneau, uniquement porté par le coup que vous avez porté à la bâche et l’ouverture de la poubelle.

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