Les expériences de Topsy
Comment s’écoule le temps?
Fabrique ta clepsydre, avec laquelle tu peux mesurer le temps.
Matériel nécessaire
Matériel nécessaire
- Deux bouteilles vides en PET de 0,5 l
- Un verre doseur rempli d’eau
- Un couteau ou des ciseaux
- Une planche à découper
- Un poinçon
- De la peinture à l’eau et un pinceau
- Un feutre indélébile
- Un chronomètre
VoilĂ comment faire
VoilĂ comment faire
1. Demande à un adulte de couper la partie supérieure de la première bouteille et garde la partie inférieure en forme de cylindre (ou de tube). Elle te servira plus tard de récipient collecteur.
2. Demande maintenant à l’adulte de découper la partie inférieure de la deuxième bouteille et garde la partie supérieure avec le bouchon. Elle te servira plus tard d’entonnoir.
3. Dévisse le bouchon de l’entonnoir et perce un petit trou au milieu du bouchon avec le poinçon. Demande l’aide d’un adulte pour le faire. Revisse ensuite le bouchon sur l’entonnoir.
4. Tu dois à présent calibrer la clepsydre (faire correspondre le niveau d’eau à différents instants). Pose le récipient collecteur debout sur une surface plane et positionne l’entonnoir, bouchon vers le bas, sur l’ouverture du récipient collecteur.
5. Dans le verre doseur, mélange env. 3 dl d’eau avec de la peinture.
6. Verse l’eau dans l’entonnoir et marque vite le niveau d’eau avant qu’elle ne commence à s’écouler par le trou.
7. L’eau s’écoule à présent dans le récipient collecteur. Dès que le niveau d’eau atteint la partie cylindrique* du récipient collecteur, fais une première marque au feutre, la «marque zéro». Commence en même temps à chronométrer 30 secondes. (* partie en forme de tube, qui commence légèrement au-dessus du fond du récipient collecteur)
8. Fais maintenant une marque sur le récipient collecteur toutes les 30 secondes.
9. Reverse ensuite l’eau du récipient collecteur dans le verre doseur.
10. Recommence depuis le début et remplis l’entonnoir jusqu’à ta marque. Cette fois-ci, tu n’as pas besoin du chronomètre. Laisse simplement l’eau s’écouler. Que se passe-t-il? Le niveau d’eau va atteindre la marque zéro, puis les autres, qui correspondent à un intervalle de 30 secondes. Pourquoi faire ça? Parce que cela te permet de mesurer le temps et, par exemple, de faire cuire un œuf pendant 3 minutes ou de savoir très précisément quand tu as fini de te brosser les dents après les 2 minutes réglementaires.
11. Tu peux aussi essayer de remplir l’entonnoir à moitié, reprendre le chronomètre et observer où en est le niveau d’eau toutes les 30 secondes. Que remarques-tu?
Bien vu!
Bien vu!
- Si tu observes bien, tu remarqueras que les distances entre tes marques ne sont pas exactement les mêmes. Plus l’entonnoir se vide, plus elles sont proches les unes des autres. Au début, l’eau s’écoule donc plus rapidement par le trou qu’à la fin.
- Lorsque l’entonnoir n’est rempli qu’à moitié, tu remarqueras que la durée d’écoulement de 30 secondes ne correspond plus aux marques que tu as faites lors du premier essai avec l’entonnoir plein. Le niveau de l’eau n’a toujours pas atteint la première marque au bout de 30 secondes.
Pourquoi?
Pourquoi?
La façon dont l’eau s’écoule (le débit de l’eau) ne dépend pas que de la taille du trou, mais la forme de l’entonnoir (ici, le goulot d’une bouteille) joue aussi un rôle. L’eau s’écoulerait différemment s’il était de forme cylindrique, comme un tube, ou ronde, comme un grand bol. Toutefois, lce qui influe le plus sur l’écoulement de l’eau est la pression sur le trou. Plus il y a d’eau dans l’entonnoir, plus la pression qu’elle exerce sur le trou est forte. Il est donc logique qu’au début, quand l’entonnoir est plein, l’eau s’écoule plus vite.