Le processus d’enquêteLe processus d’enquête

Appliqué à la résolution d’un Appliqué à la résolution d’un problèmeproblème

La tension superficielleLa tension superficielle

ObservationObservation

Pierrette a la tâche de remplir les verres d’eau Pierrette a la tâche de remplir les verres d’eau des invités que sa famille reçoit à Pâques. Elle des invités que sa famille reçoit à Pâques. Elle remplit un des verres presque jusqu’au bord et remplit un des verres presque jusqu’au bord et décide d’en ajouter un peu plus afin de voir décide d’en ajouter un peu plus afin de voir jusqu’où elle peut aller sans faire déborder l’eau. jusqu’où elle peut aller sans faire déborder l’eau. Elle se rend jusqu’à la surface du verre en se Elle se rend jusqu’à la surface du verre en se demandant s’il peut en prendre davantage… demandant s’il peut en prendre davantage…

Questionnement général qui découle Questionnement général qui découle de l’observationde l’observation

Puis-je ajouter de l’eau dans un verre déjà Puis-je ajouter de l’eau dans un verre déjà rempli?rempli?

Pourquoi peut-on ajouter de l’eau dans un Pourquoi peut-on ajouter de l’eau dans un verre déjà rempli?verre déjà rempli?

ÉÉlaboration d’une bonne question laboration d’une bonne question scientifique permettant scientifique permettant

l’expérimentationl’expérimentation

Quel est l’effet de l’ajout d’objets dans un Quel est l’effet de l’ajout d’objets dans un récipient rempli d’eau?récipient rempli d’eau?

Formulation d’une hypothèse Formulation d’une hypothèse

L’ajout d’un certain nombre d’objets dans le L’ajout d’un certain nombre d’objets dans le verre rempli d’eau sera possible sans que verre rempli d’eau sera possible sans que l’eau déborde. La surface du liquide va l’eau déborde. La surface du liquide va s’incurver comme une lentille puisque l’eau est s’incurver comme une lentille puisque l’eau est un liquide qui exerce une grande tension un liquide qui exerce une grande tension superficielle.superficielle.

Élaboration d’une démarche Élaboration d’une démarche

Liste du matériel Liste du matériel Objets : pièces de monnaie de 1 centObjets : pièces de monnaie de 1 cent

VerreVerre

EauEau

Tasse à mesurerTasse à mesurer

Récipient de 2LRécipient de 2L

ThermomètreThermomètre

Règle en mmRègle en mm

Élaboration d’une Élaboration d’une démarche démarche (suite)(suite)

DémarcheDémarche Remplir un récipient d’eau et en prendre la température.Remplir un récipient d’eau et en prendre la température. Mesurer la quantité d’eau que le verre contient lorsqu’il est Mesurer la quantité d’eau que le verre contient lorsqu’il est

plein.plein. Déterminer à quelle hauteur et de quelle façon les pièces Déterminer à quelle hauteur et de quelle façon les pièces

de monnaie seront déposées dans le verre.de monnaie seront déposées dans le verre. Déposer les pièces de monnaie une à une en observant Déposer les pièces de monnaie une à une en observant

l’effet sur la surface du liquide. Prendre la mesure des l’effet sur la surface du liquide. Prendre la mesure des variations.variations.

Poursuivre jusqu’à ce que l’eau déborde du verre.Poursuivre jusqu’à ce que l’eau déborde du verre. Compter le nombre de pièces ajoutées au verre et Compter le nombre de pièces ajoutées au verre et

soustraire celle qui a fait déborder le liquide.soustraire celle qui a fait déborder le liquide. Répéter la démarche en respectant les différentes étapes.Répéter la démarche en respectant les différentes étapes.

Photos du montagePhotos du montage

Élaboration d’une Élaboration d’une démarche démarche (suite) (suite)

Les variables qui devront demeurer constantes:Les variables qui devront demeurer constantes:la température de l’eaula température de l’eau

la quantité d’eau dans le verrela quantité d’eau dans le verre

la hauteur et la façon selon laquelle chaque pièce la hauteur et la façon selon laquelle chaque pièce de monnaie est déposée dans le verre.de monnaie est déposée dans le verre.

La variable manipulée ou variable indépendante La variable manipulée ou variable indépendante est les objets ajoutés au verre.est les objets ajoutés au verre.

La variable dépendante est la forme de la La variable dépendante est la forme de la surface de l’eau.surface de l’eau.

Photos des résultats du 1Photos des résultats du 1erer essai essai

Observations notées Observations notées

La température de l’eau est de 22 La température de l’eau est de 22 OOC.C. Le verre contient 210 mL d’eau lorsqu’il est rempli.Le verre contient 210 mL d’eau lorsqu’il est rempli. La hauteur du liquide dans le verre rempli d’eau sans La hauteur du liquide dans le verre rempli d’eau sans

pièces de monnaie est de 7,3 cm.pièces de monnaie est de 7,3 cm. La hauteur du liquide après l’ajout des pièces est de 7,8 La hauteur du liquide après l’ajout des pièces est de 7,8

cm.cm. L’expérience a été répétée trois fois.L’expérience a été répétée trois fois. Le maximum de cents ajoutés sans débordement lors du Le maximum de cents ajoutés sans débordement lors du

premier essai est de 29.premier essai est de 29. Le maximum lors du 2Le maximum lors du 2ee essai est de 31. essai est de 31. Le maximum lors du 3Le maximum lors du 3ee essai est de 30. essai est de 30.

Tableau d’observations (1Tableau d’observations (1erer essai)essai)

Nombre de centsNombre de cents Augmentation du niveau Augmentation du niveau de l’eau (mm)de l’eau (mm)

55 11

1212 22

1616 33

2323 44

2828 55

Tableau d’observations (2Tableau d’observations (2ee essai)essai)

Nombre de centsNombre de cents Augmentation du niveau Augmentation du niveau de l’eau (mm)de l’eau (mm)

66 11

1313 22

1616 33

2424 44

3030 55

Tableau d’observations (3Tableau d’observations (3ee essai)essai)

Nombre de cents Augmentation du niveau de l’eau (mm)

6 1

14 2

17 3

25 4

29 5

Augmentation du niveau d'eau en fonction du nombre de pièces

0123456

0 10 20 30 40

Nombre de cents

Hau

teu

r (m

m)

Série1

Série2

Série3

Graphique des trois essais

ConclusionsConclusions à tirer à tirer

D’après les résultats obtenus, un nombre D’après les résultats obtenus, un nombre impressionnant de pièces de monnaie peuvent impressionnant de pièces de monnaie peuvent être ajoutées dans un verre déjà rempli d’eau.être ajoutées dans un verre déjà rempli d’eau.

Ce nombre varie légèrement d’un essai à l’autre Ce nombre varie légèrement d’un essai à l’autre ce qui laisse croire que la démarche utilisée ce qui laisse croire que la démarche utilisée semble relativement fiable.semble relativement fiable.

L’ajout d’objets fait augmenter la hauteur de la L’ajout d’objets fait augmenter la hauteur de la surface de l’eau, alors je peux accepter mon surface de l’eau, alors je peux accepter mon hypothèse.hypothèse.

Nouvelles questionsNouvelles questions

Quelques nouvelles questions pouvant découler Quelques nouvelles questions pouvant découler de l’expérimentation :de l’expérimentation :Quels autres facteurs peuvent influencer l’augmentation Quels autres facteurs peuvent influencer l’augmentation de la hauteur de la surface du liquide?de la hauteur de la surface du liquide?

Pourquoi les résultats varient-ils d’un essai à l’autre ?Pourquoi les résultats varient-ils d’un essai à l’autre ?

Si on ajoutait d’autres types d’objets, aurait-on des Si on ajoutait d’autres types d’objets, aurait-on des résultats semblables?résultats semblables?

Est-ce que d’autres liquides agissent comme l’eau?Est-ce que d’autres liquides agissent comme l’eau?