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Pouvez-vous extraire le bouchon de la bouteille ? Si le bouchon tombe dans la bouteille, saurez-vous le sortir sans casser la bouteille ? L'expérience est possible en réduisant le coefficient de frottement du bouchon.
Matériel à prévoir :
- une bouteille de 75 cl en verre ;
- un bouchon ;
- un sac en plastique (comme ceux où l'on met les légumes dans les supermarchés) ;
- une spatule en boisbois, à manche rond si possible.
Durée : trois minutes.
À préparer un peu à l’avance
Conservez le bouchon de la bouteille ou un bouchon au diamètre du goulot de la bouteille afin de pouvoir l'y enfoncer.
Trucs pour ne pas rater l’expérience
Il faut utiliser une bouteille bien sèche. Positionnez l'endroit où souffler dans le sac le plus à l'extérieur possible avant de l'enfiler à l'intérieur du goulot (en l'enroulant en spirale par exemple). Pour extraire le bouchon, tirez très horizontalement avec l'autre main.
Comment faire l'expérience ?
- j'enfonce le bouchon à la main, mais c'est souvent très difficile à cause des frottements. Je le pousse ensuite avec le manche d'une cuillère en bois, afin qu'il rentre entièrement dans la bouteille. Je le fais devant mes invités afin qu'ils voient qu'il est difficile à enfoncer ;
- je demande à mes amis de proposer des solutions pour le ressortir et je leur demande d'essayer ;
- je prends le sac plastiqueplastique. Je le tords pour en faire une mèche, ouverture vers le haut ;
- j'enfonce la moitié inférieure du sac jusqu'au fond de la bouteille en le faisant tourner, le fond du sac vers le fond de la bouteille ;
- je passe le doigt dans l'ouverture du sac pour la dégager ;
- je tourne la bouteille goulot vers le bas afin de positionner le bouchon entre le sac et le goulot ;
- je souffle dans le sac afin de bien gonfler la partie qui se trouve en arrière du bouchon : les parois du sac doivent toucher les parois de la bouteille ;
- je tire fortement le plus rapidement possible : le bouchon est expulsé de la bouteille avec le sac.
Comment ça marche ?
On sort le bouchon en exerçant une poussée suffisante pour compenser les frottements du bouchon sur le verre. En tirant, le sac plastique gonflé vient parfaitement s'ajuster entre le bouchon et le verre de la bouteille. La pression de l'air enfermé dans le plastique va augmenter.
Une variante
On peut remplacer le sac en plastique par un torchon enfoncé pour qu'il forme une gouttièregouttière autour du bouchon. On peut aussi utiliser une ficelle (un lacet de chaussure par exemple) : il suffit de faire une boucle dans la bouteille et de faire bouger le bouchon afin qu'il se place exactement dans la boucle. Il ne reste plus qu'à tirer énergiquement pour faire sortir le bouchon encerclé par la ficelle.
En savoir plus sur les frottements
Pour faire glisser un objet sur un autre, il faut diminuer les frottements. Plus un matériau présente d'aspérités, même microscopiques, moins il glisse facilement. Le coefficient de frottement des matériaux dépend de l'état de leur surface au niveau microscopique, mais aussi des interactions entre les atomes ou les molécules des deux surfaces. Plus la surface est lisse, mieux il glisse.
Le coefficient de frottement est très fort pour le liège, qui a une forte adhérence sur le verre : le liège a donc du mal à glisser sur le verre. C'est d'ailleurs pour son imperméabilité qu'on utilise le liège, afin que les bouteilles restent bien hermétiquement bouchées quand elles contiennent du vin (sans cette parfaite étanchéitéétanchéité, les molécules d'oxygèneoxygène de l'air provoqueraient la transformation du vin en vinaigre). Ce coefficient de frottement est plus faible entre le plastique et le verre. Le glissement est alors facilité. La vitessevitesse de glissement influe sur le phénomène, car le coefficient de frottement est plus fort au démarrage du mouvementmouvement de glissement qu'en cours de glissement, d'où l'intérêt de commencer à tirer très fort avant que le bouchon n'arrive dans le goulot étroit de la bouteille.
Où l'observer ?
- Ouvrir facilement un bouchon de champagne. Pour déboucher une bouteille de champagne, il vaut mieux tourner le bouchon que le tirer... En effet, on commence plus facilement un mouvement de glissement et, une fois que le mouvement est entamé, les forces de frottement sont moindres et le dérapage s'accélère, un peu comme la voiturevoiture qui fait un aquaplaning... Lorsqu'on fait sauter le bouchon de champagne, il sort à une vitesse de 13 m/s, soit plus de 45 km/h !
- Déplacer une armoire. Pour déplacer une armoire, vous pouvez acheter dans une boutique de bricolage des patins à placer sous les pieds des meubles. Ils sont en TéflonTéflon : c'est une substance qui facilite le glissement. On trouve souvent sur l'emballage des patins l'indication du facteur de glissement : par exemple, « 1 pour 1.000 sur parquetparquet » signifie qu'il suffit de la force nécessaire pour tirer 1 kgkg sur un support rugueux pour déplacer une armoire de 1.000 kg sur du parquet, après une mise en mouvement qui peut être plus difficile ! Bien entendu, cela dépend de la nature de la surface du sol. Si le sol est rugueux comme du papier de verre, le glissement sera beaucoup plus difficile... Pour mieux réussir le déplacement, il est ici impossible de tirer très vite sur le parquet. Par contre, il est conseillé de se mettre à plusieurs et d'appliquer une accélération brusque, donc de bien se coordonner : une... deux... trois !
