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Anne-Laure Delaye Aude Latrive Astrid Verpeaux

Objectif sciences 2006-2007

Peut-on marcher sur l’eau ?

Lycée Hoche, Versailles Professeurs : Mme Larasse M. Brasselet

C’est dans le cadre d’un atelier de sciences expérimentales que nous avons commencé en première S ce projet. Notre but était de participer aux Olympiades de Physique 2006-2007, mais nous avons également présenté leconcours Faites de la science en juin dernier ; nous avons donc continué cette année en Terminale scientifique. Ayant pris plaisir à partager notre projet lors des précédents concours, nous avons voulu poursuivre l’expérience avec Objectif Sciences. Nous nous sommes d’abord orientées vers tout ce qui concerne l’eau, la capillarité, la tension superficielle, ce qui nous a conduites à nous intéresser auxaraignées d’eau capables de marcher sur l’eau. Après plusieurs recherches sur ce domaine, nous avons découvert l’existence du lézard Basilic, qui est devenu le centre de notre projet. Afin de nous aider dans nos expériences, nous nous sommes rendues à l’ESPCI et avons rencontré après plusieurs échanges de mails Etienne Reyssat, étudiant en dernière année de thèse et spécialisé dans la mécaniquedes fluides.

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Sommaire

I. Le lézard basilic : présentation (page 4) II. Modélisation du lézard (page 5)
1. Expérience des plaques 2. Le coureur motorisé

a. Dispositif expérimental b. Tableau de valeurs et exploitation c. Analyse de graphique et explications éventuelles

3. Expérience du « ski-nautique »

III. Bernoulli : la bonne solution ? (page 15)
1. Utilisation des donnéesde l’article
a. Données b. Calculs

2. Application à l’homme 3. Tension superficielle

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Peut-on marcher sur l’eau ?

Introduction:
Peut-on marcher sur l'eau? Une question qui nous intéressait beaucoup, c’est pour cela qu’après quelques tentatives infructueuses à la piscine, nous avons décidé d’approcher le sujet de manière aussi expérimentale, mais plus construite. Nous avons découvertl’existence d’un lézard, nommé le « basilic » qui arrive à se déplacer sur l'eau en courant. Il enfonce sa patte dans l'eau lorsqu'il court ce qui montre l'existence d'une force qui lui permet de prendre appui pour ressortir sa patte de l'eau et ainsi avancer. D'où vient cette force qui le porte? Est-ce que l'Homme peut l'imiter ? Cette force peutelle s'appliquer à son cas? C'est donc cette forceexercée par l'eau que nous allons nous attacher à étudier.

I. Le lézard basilic : présentation
Le lézard basilic, ou « jesus lizard », pèse entre 2 et 200 grammes. Il vit en Afrique centrale et en Amérique du Sud. Il mesure environ 5 cm sans sa queue et 10 avec, et possède des pattes arrière légèrement palmées. La particularité de ce lézard basilic est qu’il peut courir sur l’eau, à lavitesse de 1.5m/s environ. Nous avons regardé une vidéo qui le montre lorsqu’il court sur l’eau, et avons observé que : o il court sur l’eau en se servant uniquement de ses deux pattes arrière. Sa queue l’aide à se stabiliser. o son mouvement se décompose en trois parties (et des recherches déjà effectuées sur le sujet le confirment) :

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la frappe : le lézard frappe verticalement l’eau.
Sens dulézard

Interface eau/air « Pied « du lézard

le « coup de rame » : la force reçue en réaction à sa frappe lui permettant de rester à la surface, il rame vers l’arrière pour avancer (mouvement horizontal)

Sens du lézard

Interface eau/air

le rétablissement : il sort sa patte de l’eau et la ramène vers l’avant pour effectuer un nouveau mouvement. Il court sur l’eau, et c’estmanifestement sa vitesse, donc la vitesse avec laquelle il frappe l’eau qui lui permet de se maintenir à la surface.

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II. Modélisation du lézard
1. L’expérience des plaques
o Protocole Dans un premier temps, nous avons essayé de reproduire le mouvement vertical de la patte du lézard sur l’eau, pour pouvoir mesurer une relation entre la vitesse de la patte et la force que l’eau oppose en...
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