--- title: "L’air autour de nous" book: "Physique du primaire et du collège" subject: physics language: fr chapter: 10 exercises: 10 source: https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/10-lair-autour-de-nous --- # Chapitre 10 — L’air autour de nous Agite vite la main devant ton visage : quelque chose de doux effleure ta joue. Tu ne peux ni le voir, ni l’attraper, ni le ranger dans un tiroir — et pourtant cela remplit chaque pièce, chaque bouteille, chaque cour de récréation sur Terre. Ce chapitre parle de l’[air](#def-g2-air-around-us-air) : la matière invisible au fond de laquelle nous vivons. ## 10.1 L’air est-il vraiment quelque chose ? **Définition 10.1 (L’air).** L’*air* est la matière invisible qui nous entoure. Il n’a pas de couleur, pas d’odeur à lui, et la [lumière](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) le traverse tout droit — voilà pourquoi nous oublions qu’il est là. Mais c’est une vraie matière, comme les expériences de ce chapitre vont le prouver, et il est précieux : chaque respiration que tu prends en est une gorgée. **Exemple 10.2 (À toi de jouer : attrape de l’air).** Ouvre grand un sac en plastique, balaie la pièce avec, et referme-le en le tordant. Le sac se tient gonflé comme un coussin — presse-le : il repousse ! Quelque chose est manifestement prisonnier à l’intérieur. Ouvre un coin et presse de nouveau : tu sens le prisonnier invisible filer sur tes doigts. Un sac « vide », plein de rien, ne pourrait pas repousser. **Exemple 10.3 (Où l’air se montre).** L’[air](#def-g2-air-around-us-air) est invisible, mais pas ses tours : il tremble au-dessus d’une route brûlante, il soulève les cerfs-volants, il fait bruire les feuilles, et il fait des bulles partout où il s’échappe sous l’eau. Souffle dans une paille plongée dans ton verre : chaque bulle argentée est un petit colis d’[air](#def-g2-air-around-us-air) qui remonte. ## 10.2 L’air prend de la place **Méthode 10.4 (La plongée du papier sec).** Un tour de magie qui n’est que de la physique — à faire au-dessus d’une bassine. 1. Tasser un morceau de papier absorbant bien sec au fond d’un verre, de façon qu’il ne puisse pas tomber ; 2. retourner le verre exactement à l’envers ; 3. l’enfoncer tout droit dans une bassine d’eau, plus profond que le verre entier, sans le pencher ; 4. le ressortir tout droit et toucher le papier. Le papier est parfaitement sec ! Le verre n’a jamais été vide : il était plein d’[air](#def-g2-air-around-us-air), et l’[air](#def-g2-air-around-us-air) prisonnier a gardé sa place, si bien que l’eau n’a pas pu entrer. ![La plongée du papier sec : le verre retourné est plein d’air, et deux choses ne peuvent pas être au même endroit en même temps.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g2-air-around-us/fig-8bec02fd6013.svg) *La plongée du papier sec : le verre retourné est plein d’[air](#def-g2-air-around-us-air), et deux choses ne peuvent pas être au même endroit en même temps.* **Exemple 10.5 (La bouteille qui glougloute).** Enfonce une bouteille « vide », goulot vers le bas, dans la bassine, et penche-la un peu : glou, glou, glou — de grosses bulles argentées filent vers la surface, et l’eau prend leur place à l’intérieur. La bouteille était pleine d’[air](#def-g2-air-around-us-air) ; l’eau ne peut entrer qu’au rythme où l’[air](#def-g2-air-around-us-air) sort. Ce glouglou de l’évier de la cuisine, c’est le bruit de l’[air](#def-g2-air-around-us-air) et de l’eau qui échangent leurs places. ![La bouteille qui glougloute : pendant que l’eau se vide, de grosses bulles d’air se battent pour entrer — l’espace « vide » doit bien être rempli.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g2-air-around-us/img-3917a33ef88c.jpg) *La bouteille qui glougloute : pendant que l’eau se vide, de grosses bulles d’[air](#def-g2-air-around-us-air) se battent pour entrer — l’espace « vide » doit bien être rempli.* **Remarque 10.6 (La bouteille vide n’existe pas).** À partir de maintenant, méfie-toi du mot « vide ». La bouteille vide, le verre vide, la boîte vide : tous pleins d’[air](#def-g2-air-around-us-air), jusqu’au bord. Vraiment vide — sans rien du tout à l’intérieur, pas même de l’[air](#def-g2-air-around-us-air) — est très difficile à obtenir, et tu rencontreras un jour le nom étrange que les scientifiques lui donnent. ## 10.3 L’air pousse **Définition 10.7 (Le vent).** Le *vent* est de l’[air](#def-g2-air-around-us-air) en mouvement. L’[air](#def-g2-air-around-us-air) immobile n’effleure personne ; l’[air](#def-g2-air-around-us-air) en mouvement pousse tout ce qui se trouve sur son chemin — doucement les jours de brise, assez fort dans une tempête pour plier les arbres. **Exemple 10.8 (L’air au travail).** L’[air](#def-g2-air-around-us-air) en mouvement fait de vrais métiers : il gonfle les voiles des bateaux, fait tourner les moulinets, sèche le linge et porte les cerfs-volants. Toi-même, tu fabriques du [vent](#def-g2-air-around-us-wind) chaque fois que tu souffles une bougie d’anniversaire — ton souffle est une petite rafale personnelle, assez forte pour arracher la flamme à sa mèche. **Exemple 10.9 (À toi de jouer : le ballon fusée).** Gonfle un ballon de baudruche et pince son goulot. À l’intérieur, de l’[air](#def-g2-air-around-us-air) comprimé attend. Lâche : l’[air](#def-g2-air-around-us-air) se précipite vers l’arrière, et le ballon file vers l’avant à travers la pièce en zigzaguant dans tous les sens. L’[air](#def-g2-air-around-us-air) qui s’échappe pousse le ballon — un tout petit cousin de la façon dont le gaz chassé pousse les vraies fusées. ![Le ballon fusée : l’air qui s’échappe d’un côté pousse le ballon de l’autre.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g2-air-around-us/fig-bbfe6611fc93.svg) *Le ballon fusée : l’[air](#def-g2-air-around-us-air) qui s’échappe d’un côté pousse le ballon de l’autre.* **Remarque 10.10 (L’air est précieux).** La poussée la plus importante de toutes se produit sans bruit dans ta poitrine : à chaque respiration, l’[air](#def-g2-air-around-us-air) entre, ton corps garde un peu de ce dont il a besoin, et le reste ressort. Les humains, les chats, les oiseaux, et même les poissons (qui puisent l’[air](#def-g2-air-around-us-air) caché dans l’eau) ont tous besoin de leur part. Invisible ne veut pas dire sans importance — pour l’[air](#def-g2-air-around-us-air), cela veut dire le contraire. ## 10.4 Exercices **Exercice 10.1 ★.** Donne trois indices, vus cette semaine, que l’[air](#def-g2-air-around-us-air) est réel — sans utiliser aucune expérience d’un livre. **Solution de Exercice 10.1.** Par exemple : le [vent](#def-g2-air-around-us-wind) qui plie les arbres ou fait bruire les feuilles ; un cerf-volant ou un drapeau qui vole ; les nuages de souffle un matin froid ; les bulles quand on souffle dans une paille ; une porte qui claque dans un courant d’[air](#def-g2-air-around-us-air). **Exercice 10.2 ★.** Pourquoi le sac refermé de [Exemple 10.2](#ex-g2-air-around-us-catch) repousse-t-il quand tu le presses ? Qu’y a-t-il à l’intérieur ? **Solution de Exercice 10.2.** De l’[air](#def-g2-air-around-us-air) est prisonnier à l’intérieur. En pressant, on essaie de tasser l’[air](#def-g2-air-around-us-air) dans moins de place, et l’[air](#def-g2-air-around-us-air) repousse — ce que quelque chose de vraiment vide ne pourrait pas faire. **Exercice 10.3 ★.** Dans la plongée du papier sec, pourquoi l’eau n’atteint-elle pas le papier ? Dis-le avec les mots du chapitre : qu’est-ce qui garde sa place ? **Solution de Exercice 10.3.** Le verre est plein d’[air](#def-g2-air-around-us-air), et l’[air](#def-g2-air-around-us-air) prisonnier garde sa place : deux choses ne peuvent pas être au même endroit en même temps, l’eau ne peut donc pas monter jusqu’au papier. **Exercice 10.4 ★.** Que ne faut-il *pas* faire avec le verre pendant la plongée du papier sec, et qu’arriverait-il au papier si tu le faisais ? **Solution de Exercice 10.4.** Il ne faut pas le pencher. Penché, l’[air](#def-g2-air-around-us-air) prisonnier s’échappe vers le haut en grosses bulles, l’eau prend sa place — et le papier est trempé. **Exercice 10.5 ★.** Qu’est-ce que le glouglou d’une bouteille qui se remplit sous l’eau ? Qu’est-ce qui sort, qu’est-ce qui entre, et pourquoi doivent-ils passer chacun leur tour ? **Solution de Exercice 10.5.** Chaque glouglou est un colis d’[air](#def-g2-air-around-us-air) qui s’échappe en bulle pendant qu’une gorgée d’eau prend sa place. Ils passent chacun leur tour parce que le goulot de la bouteille est étroit et que l’[air](#def-g2-air-around-us-air) et l’eau ne peuvent pas le traverser en même temps — ni partager la même place à l’intérieur. **Exercice 10.6 ★.** « Passe-moi la bouteille vide. » Qu’y a-t-il vraiment dans une bouteille vide ? (Voir [Remarque 10.6](#rem-g2-air-around-us-noempty).) **Solution de Exercice 10.6.** De l’[air](#def-g2-air-around-us-air) — jusqu’au bord. « Vide » veut seulement dire « il ne reste rien à boire » ; la bouteille est pleine de matière invisible. **Exercice 10.7 ★.** Qu’est-ce que le [vent](#def-g2-air-around-us-wind), selon [Définition 10.7](#def-g2-air-around-us-wind) ? Donne deux métiers que fait l’[air](#def-g2-air-around-us-air) en mouvement. **Solution de Exercice 10.7.** Le [vent](#def-g2-air-around-us-wind) est de l’[air](#def-g2-air-around-us-air) en mouvement. Métiers : gonfler les voiles, faire voler les cerfs-volants, sécher le linge, faire tourner les moulinets — deux au choix. **Exercice 10.8 ★.** Quand le ballon fusée s’envole, de quel côté l’[air](#def-g2-air-around-us-air) se précipite-t-il, et de quel côté part le ballon ? **Solution de Exercice 10.8.** L’[air](#def-g2-air-around-us-air) se précipite vers l’arrière par le goulot, et le ballon file vers l’avant, dans l’autre sens. **Exercice 10.9 ★★.** Un entonnoir est enfoncé bien serré dans le goulot d’une bouteille, scellé tout autour avec de la pâte adhésive. Ana verse de l’eau dans l’entonnoir — et après une petite gorgée, l’eau reste plantée dans l’entonnoir et refuse de descendre dans la bouteille. Explique ce qui la bloque, et propose la solution qui prend une seconde. **Solution de Exercice 10.9.** La bouteille est déjà pleine d’[air](#def-g2-air-around-us-air), et l’entonnoir scellé ne laisse aucune issue à cet [air](#def-g2-air-around-us-air) — l’eau ne peut donc pas entrer. La solution : desceller un peu le pourtour (ou soulever l’entonnoir un instant) pour que l’[air](#def-g2-air-around-us-air) puisse s’échapper à côté ; l’eau descend alors en glougloutant. **Exercice 10.10 ★★.** Sous l’eau du bain, penche un verre plein d’[air](#def-g2-air-around-us-air) pour que son ouverture fasse face à celle d’un verre plein d’eau, lui aussi sous l’eau. Peux-tu verser l’[air](#def-g2-air-around-us-air) *vers le haut* d’un verre dans l’autre ? Décris ce que tu verrais, et pourquoi les bulles montent alors que l’eau versée descend. **Solution de Exercice 10.10.** Oui ! Penche le verre plein d’[air](#def-g2-air-around-us-air) pour que son ouverture se place sous celle de l’autre verre : l’[air](#def-g2-air-around-us-air) s’en va en grosses bulles argentées qui montent *vers le haut* dans le verre plein d’eau et se rassemblent à son sommet, en chassant l’eau vers le bas. L’[air](#def-g2-air-around-us-air) grimpe et l’eau descend parce que l’[air](#def-g2-air-around-us-air) remonte toujours à travers l’eau — on verse, mais à l’envers.