Ping-pong électrique
À partir des lois de l’électrostatique vues dans «L'électricité est partout» et «De l'électricité en bocal», tu pourras comprendre ce qui se passe dans cette expérience amusante.
Dans cette expérience, jouons au ping-pong électrique! (Image: Rédaction SimplyScience.ch)
Infobox
Il te faut:
- Une boule en polystyrène (Sagex®) d’un diamètre d’environ 2 cm
ou à défaut un peu de papier-ménage - Du fil fin pour la couture
- De la feuille d’aluminium
- Deux pailles en plastique
- De la pâte à modeler
- Du ruban adhésif
- Du carton épais
- Une règle en plastique
- Différents tissus: coton, laine, polaire
Marche à suivre
Coupe un morceau de fil d’environ 15 cm. Prépare ta boule de polystyrène.
Si tu n’as pas de boule toute faite, tu peux demander à un adulte d’en tailler une avec un cutter dans un morceau de polystyrène. Tu peux également faire une petite boule avec un peu de papier-ménage roulé entre tes mains.
Entoure la boule avec un carré d’aluminium en y coinçant le fil.
Avec une petite boule de pâte à modeler, fixe la paille par son grand bout à la verticale de la table et plie le petit bout à 90°.
Attache l’extrémité du fil sur le petit bout de paille recourbé avec du ruban adhésif.
Ce qu'on observe
Frotte une règle en plastique sur un tissu et approche-la de la boule recouverte d’aluminium. Regarde ce qui se passe.
Coupe deux carrés de carton d’environ 5 x 5 cm, et deux morceaux d’aluminium de 7 x 7 cm environ. Recouvre les deux morceaux de carton avec l’aluminium sur une face entière et replie l’aluminium en surplus au dos des cartons.
Coupe ta deuxième paille à l’endroit du coude pliable, et coupe la grande partie en deux. Avec du ruban adhésif, attache les dos des cartons sur les deux morceaux que tu viens de couper.
Fixe les deux pailles sur la table avec deux petits morceaux de pâte à modeler, de part et d’autre de la boule du pendule. Il faudra peut-être que tu règles la hauteur de la boule afin qu’elle se trouve bien au niveau des deux plaques.
Frotte une règle en plastique sur un tissu et rapproche-la du dos d’un des deux cartons recouverts d’aluminium. Regarde ce qui se passe.
Tu peux chercher d’autres objets fabriqués en plastiques différents (le PVC est très bien pour ce genre d’expérience par exemple) pour remplacer la règle, ainsi que d’autres types de tissus, afin que l’expérience fonctionne mieux.
Des charges de même signe se repoussent et deux charges de signes contraires s’attirent.
Voici pourquoi
Lorsqu’on approche la règle chargée négativement (comme expliqué dans l’expérience «L’électricité est partout») de la plaque, on peut observer que la boule se rapproche, vient toucher la plaque puis est repoussée. En effet, on constate un phénomène qu’on appelle influence: la plaque derrière laquelle on approche la règle étant devenue négative, on peut dire que la boule le «sent» à distance. De plus, la boule est recouverte d’aluminium, un métal qui est conducteur d’électricité (comme tous métaux). Les charges négatives peuvent s’y déplacer le plus loin possible de la plaque. La boule devient donc positive du côté de la plaque et est ainsi attirée.
Lorsque la boule vient toucher la plaque, elle se charge négativement par contact et est donc repoussée vers l’autre plaque dans laquelle elle peut se décharger et repartir. Tu remarqueras qu’en touchant la deuxième plaque avec un doigt, le «ping-pong» devient plus efficace. En effet, les charges négatives déposées par la boule trouvent un chemin conducteur dans ton corps pour partir le plus loin possible.
Texte et images: Christophe Pérez et Rédaction SimplyScience.ch