UdPPC AUVERGNE
Question n°5

Comment les Gerris marchent sur l’eau ?

dimanche 30 janvier 2005

Comment rester à la surface quand on aurait tendance à couler ?
Sur les eaux calmes des rivières et des étangs le promeneur attentif va remarquer les gerris (appelés aussi araignées d’eau). Surprenants insectes qui courent à la surface des étangs alors qu’ils ne sont pas plus légers que l’eau, semblant ainsi défier Archimède.


Réponse :
Expérimentez !!
- Un morceau de papier d’aluminium de densité 2,7 (2,7 fois plus lourd que l’eau) mis bien à plat reste à la surface de l’eau. Il faut vraiment appuyer dessus pour le faire couler !!
- On peut aussi assez facilement faire flotter un trombone en acier à la surface de l’eau en le posant délicatement à plat...
- Plus surprenant un verre recouvert d’une compresse de gaze laisse traverser un filet d’eau, permettant de remplir à moitié le verre d’eau. Si on retourne le verre en retenant l’eau avec la main - et qu’on enlève la main une fois le verre complètement retourné... l’eau ne tombe pas ! (Voir ci contre)

(Voir ci dessous)

La tension superficielle à la surface du liquide peut expliquer ces phénomènes...

A l’état liquide, les molécules d’eau ne sont plus ordonnées comme elles pouvaient l’être dans la glace mais elles restent très fortement liées entre elles. A la surface du liquide, les molécules sont uniquement attirées en dessous d’elles. Par contre elles ne peuvent pas rentrer dans le volume pour s’entourer des autres molécules puisqu’il y a déjà des molécules à cet endroit. La nature fait en sorte de toujours minimiser cette surface libre car c’est ce qui demande le moins d’énergie.
C’est la raison pour laquelle une goutte d’eau va prendre la forme sphérique qui lui permet de mettre le moins possible de molécules à sa surface.

Lorsque qu’un objet déforme la surface de l’eau, la surface réagit et s’oppose à cette déformation - cette opposition se traduit par la tension superficielle.
Dans le cas du Géris, du trombone et du papier d’aluminium, la tension superficielle s’oppose au poids des différents objets. Si le poids des objets était trop important, la tension superficielle ne serait pas assez forte... et la surface de l’eau se percerait.
Pour le verre d’eau retourné, les mailles du tissu déforment la surface de l’eau en plusieurs endroits, les forces de tension superficielle sont alors suffisantes pour s’opposer au poids du liquide.


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Question n°5

19 novembre 2005
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