Questions to the experts

1. Le principe d'Archimède nous dit que si un corps est plus dense que l'eau, il coule, s'il est moins dense, il flotte. Le corps humain est juste un peu plus dense que l'eau, donc il devrait couler, sauf que les poumons remplis d'air (mille fois moins dense que l'eau) diminuent suffisamment la densité moyenne (calculée pour le volume entier du corps) pour qu'il flotte. Vidons nos poumons et nous devenons plus denses que l'eau et nous coulons. Cette réponse vaut aussi pour les sous-marins du 3

2 Un enfant plonge à plat : Il y a une résistance de l'eau ( l'enfant se fait mal au ventre ) Un autre plongera de façon aérodynamique en joignant les mains et il recevra moins de résistance et ne se fera pas mal. Quelle est la notion scientifique ayant un rapport avec l'eau ? Est-ce la même notion ( de résistance ??? ) pour expliquer la forme de la proue d'un bateau.
Il me semble assez intuitif qu'une surface plane placée perpendiculairement au vent subit une force beaucoup plus grande que la même surface placée parallèlement au vent. De même un parachute ouvert ralentit beaucoup mieux la chute que le même parachute fermé. En outre, l'eau, beaucoup plus dense que l'air, offre une résistance à l'avancement beaucoup plus élevée que l'air (il suffit pour s'en convaincre, d'essayer de courir avec de l'eau
jusqu'aux genoux) Tout ceci explique aussi bien la pénétration facile du bon plongeur que l'avance facile d'un véhicule bien profilé. La mécanique des fluides, c'est justement l'étude des forces qui s'exercent à l'intérieur d'un fluide en mouvement, d'une part sur le fluide lui-même, d'autre part sur des corps situés à l'intérieur du fluide.
Le message à faire passer est celui de la résistance dynamique d'un fluide. Je pense qu'on peut y arriver en utilisant des images, par exemple celle d'un individu cherchant à avancer dans une zone couverte de broussailles.
S'il est gros et large, il a beaucoup de mal à avancer. S'il est fluet, il se faufile bien mieux. Les molécules d'air ou d'eau se comportent comme les broussailles vis-à-vis d'un objet qui se déplace et le freinent d'autant plus qu'il est plus "large". Cette comparaison vaut aussi pour la forme des objets, un objet pointu et effilé pénétrant bien mieux qu'un objet plat.
Une fois qu'on a compris ça, la meilleure manip n'est-elle pas justement de plonger dans la piscine?

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4 Ce terme est tout-à-fait pertinent, dans le cas des avions par exemple, où la surface des ailes est un facteur fondamental de la "portance", c'est-à-dire de la force qui maintient l'avion en l'air.

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1.Euréka! comme dirait Archimède. Si la densité ("lourdeur" pour sa "taille") d'un objet est élevée, il coule comme une pierre. Si sa densité est faible, il flotte comme un bouchon. En vidant ses poumons, l'élève "se transforme" d'un "bouchon" en une "pierre"- son poids reste constant mais son volume diminue parce que ses poumons agissent comme un ballon.

2.Oui, c'est la même chose qu'avec la proue d'un bateau. Il faut demander à l'enfant de couper du beurre avec un couteau et puis d'essayer de faire le même avec le dos d'une cueillere-il devrait comprendre la différence! C'est une question d'"étalement" de la force (poids) sur une surface plus ou moins grande.

3.Le sous-marin agit comme l'enfant dans la piscine : lorsqu'il a de l'air dans ses ballasts, c'est tout comme si ses "poumons" sont pleins d'air. En mettant de l'eau a la place, c'est comme si l'enfant a vide ses poumons(ou pire, a "bu la tasse").

4.Plus compliqué : c'est une histoire de dynamique. Exemples : ce qui empêche un avion de tomber ou un skieur nautique de "se mouiller". Le mouvement de l'objet par rapport au fluide ( liquide ou air) provoque une
force de "flottaison".

5.Mécanique des fluides : c'est l'étude des forces et des mouvements des choses "fluides"-souvent par rapport aux solides.