Les alternatives...
Marcher sur la glace?
Ce schéma nous montre que dans l’eau à l'état solide ( la glace ),
les molécules sont liées par les liaisons hydrogène et ont une structure géométrique, l’eau est alors « solide » on peut donc marcher dessus, à condition que la glace soit assez résistante pour supporter notre poids.
On en conclu qu’il est possible de marcher sur de la glace, car c’est un solide.
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Marcher sur l'eau liquide non...mais solide?
Un sport: Le Barefoot
Nous avons remarqué que pour le grèbe et le lézard, le facteur vitesse était primordial.
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La vitesse maximale jamais atteinte par un homme est d'environ 12,3 mètres par seconde.
cette vitesse est trop faible et ne lui permet donc pas de marcher sur l'eau.
Il faudrait donc considérablement augmenter cette vitesse !
Après quelques recherches, nous avons découvert le Barefoot, en français "pieds nus".
Tiré par un bateau, le sportif atteint une vitesse de pointe de 70 km/h, lui permettant ainsi de glisser sur l'eau.
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Ceci peut être une alternative pour se déplacer sur l'eau.
Marcher sur un autre fluide?
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Les fluides newtoniens
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Il faut, dans un premier temps, faire la différence entre fluide newtonien et fluide non-newtonien.
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Un fluide newtonien est un fluide dont la viscosité est indépendante des contraintes et de la pression appliquée.
Ainsi, la viscosité du fluide ne varie pas si on l'agite plus ou moins rapidement, elle est constante.
Elle peut cependant varier avec la température.
Pour exemple, lorsque l’on augmente la température du fluide, les molécules s’agitent et la force des liaisons qui les lient diminue, entrainant ainsi une baisse de la viscosité.
Inversement lorsque la température diminue.
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Comme exemple de fluides newtoniens nous pouvons citer l’eau, l’air, le sirop, ou encore le miel.
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Les fluides non-newtonien
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Intéressons-nous maintenant au fluide non-newtonien.
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Les fluides non-newtoniens sont des fluides dont la viscosité peut varier en fonction d’une contrainte mécanique qu'on lui applique (appelée cisaillement), ou du temps pendant lequel est appliqué cette contrainte. On parle de contrainte quand on applique une force sur un matériaux.
On distingue deux types majeurs de fluides non newtoniens:
- les fluides rhéofluidifiants : quand on les agite, leur fluidité augmente, ils sont donc moins visqueux que les fluides rhéoépaississants. Et s'écoulent donc plus facilement.
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- les fluides rhéoépaississants : quand on les agite, leur viscosité augmente, ils sont plus difficiles à mélanger, et se figent.
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Un nouveau concept
L'homme veut marcher sur un fluide, il faut donc que lors de l’action du pied sur le fluide, ce dernier devienne plus visqueux et donc presque dure.
C’est donc le cas des rhéoépaississants, dont le mélange eau/maïzena en fait partie.
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Notre expérience
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Matériel : - cristallisoir
- fouet
- maïzena
- eau
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Protocole:
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- mélanger l'eau et la maïzena (insérer la même masse) jusqu'à ce qu'on obtienne un mélange homogène et que ce soit très difficille à remuer.
- tester le liquide obtenu : frapper, enfoncer doucement un objet...
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Conclusion :
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Quand nous avons enfoncé notre doigt tout doucement dans le mélange, nous n'avions aucun mal à pénétrer ce mélange et à toucher le fond du cristallisoir.
Cependant quand nous frappions fort avec notre poing, nous étions arrêtés brusquement. C'est ce qu'on peut voir dans la vidéo ci-dessous.
Nous savons que ce mélange est composé de nombreuses molécules de maïs et que celles-ci réagissent différemment par rapport aux forces que l'on exerce contrairement au liquide Newtonien.
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Graphique montrant la viscosité de fluide newtoniens(en rouge) et non-newtoniens
en fonction du taux de cisaillement.