Nous sommes à Syracuse autour du IIIème siècle avant Jésus-Christe. Un homme est immergé dans une cuve d’eau et prend un bain relaxant. À un certain point, il s’écrie “Eureka!”. Cet homme était Archimède, un scientifique célèbre, qui venait de réaliser cette loi fondamentale de la physique – qui prit son nom – qui explique pourquoi les corps flottent.
Le poussée d’Archimède “c’est la force particulière que subit un corps placé entièrement ou partiellement dans un fluide (liquide ou gaz) et soumis à un champ de gravité”. En d’autres termes, si nous prenons deux objets de même poids, mais faits avec des matériels différents, et les plongeons dans l’eau (ou dans tout autre fluide), ils reçoivent une poussée vers le haut, qui dépend exclusivement du volume immergé des deux corps, et pas de leur composition: plus le volume d eau déplacé du corps est grand, plus la poussée reçue. Car, à poids égal, le matériau le plus léger occupe un volume plus important (un kilo de bois, par example, occupe un volume supérieur à un kilo de fer), il reçoit du liquide une poussée plus grande.
Une légende raconte que Archimede a utilisé ce principe pour vérifier l’honnêteté d’un’orfèvre qui avait réalisé une précieuse couronne. Tout d’abord, il s’est procuré un lingot d’or du même poids que la couronne réalisée par l’artisan. Puis il suspendit le lingot et la couronne aux deux bras d’une balance, et les a plongée dans deux récipients remplis d’eau. Si la couronne avait été entièrement d’or, la balance aurait dû rester en équilibre, car la couronne et le lingot auraient occupé le même volume, donc la poussée de l’eau aurait été la même sur les deux plateaux de la balance. En fait, il semble que l’orfèvre étair vraimentmalhonnête, ainsi le volume occupé par la couronne était plus grand que celui du lingot d’or, à cause de la presence de matériaux plus légers. Par conséquence, la couronne a réçu du liquide une poussée plus grande, qui fit pencher la balance du côté du lingot.
Sur la base du principe d’Archimède, le comportement d’un solide immergé dans un liquide dépend de deux éléments: son poids, qui agit du haut vers le bas, et la poussée hydrostatique, égale au poids du liquide déplacé par le corps, qui agit du bas verso le haut. Donc, pour qu’un corps immergé dans un fluide reste à flot, ça suffiit qu’il déplace une quantité d’eau d’un poids égal ou supérieur à son poids. C’est ce qui arrive par example avec les navires, mais on peut facilement le vérifier à la maison, où on peut facilement voir qu’une pastèque de quelque kilo (par example) immergé dans une bagnoire pleine d’eau, peut flotter, tandis qu’une carotte – très légère – coule: la dimension de la pastèque est telle qu’elle déplace un volume d’eau égal à son poids. Par contre, la petite carotte ne déplace pas assez eau.
Le principe s’applique également aux corps immergés dans un gaz, et explique pourquoi la montgolfière monte: grâce à son contenu d’air chaud (plus légère), son poids total est infériur è celui de l’airi (plus froide, donc lourde), dont il prend la place.
Au cours du récit/jeu que nous vous proposons, réalisé avec Scratch, vous pourrez découvrir le principe de flottaison d’Archimède, ainsi que des concepts de base comme la densité, la masse, et le volume. Pendant cette activité, vous serez dirigés par deux robots, qui vont vous poser des questions, vous expliquer le principe d’Archimède et avec eux, vous pourrez essayer de faire flotter des corps différents dans des fluides différents.
Pour jouer, clicquz ici!
Vous verrex que vous allez ouvrir le projet à l’intérieur du navigateur, à la page web du Mit (il Massachusetts Institute of Technology). Puis, clicque sur le drapeau vert, et vas y, en suivant les indications des deux robots. Si vous êtes également interessé à la partie de programmation, n’hésiter pas à régarder dans le programme et à le rémixer, et faites toutes les modifications que vous voulez. Vour pourrez, par examle, ajouter des nouveaux éléments, comme des sons, enregistrements audio, utiliser des autres fluides ou corps, etc. Finalement, partagez-le avec la communauté de Scratch,ainf que les autres puissent apprendre de vos progrès et de votre créativité!
