Explorer la propagation du son: 3 petites manip’ super fun et faciles

Bonjour!

Aujourd’hui je vous propose d’explorer le son, grâce à 3 petites expériences super fun, super faciles et super rapides! En plus c’est promis, là, vous avez vraiment tout à la maison! Dans la cuisine, plus précisément…

Pêle-mêle, il vous faudra:

  • 2 pots de yaourt (vous me voyez venir, pas vrai? Je parie que vous y avez joué des heures, enfant!)
  • une longue ficelle (j’ai utilisé du coton à crocheter, mais la ficelle à rôti est parfaite aussi)
  • deux petites cuillères
  • un saladier
  • du riz ou des lentilles
  • du cellophane
  • des enfants!

 

Bien, commençons par la plus entraînante de ces petites expériences scientifiques (sur une idée du magazine Astrapi) :

Les graines qui dansent

Bon, soyons clair, c’est l’expérience la plus bruyante (en même temps un peu normal pour une expérience sur le son, non 😉 ?), et c’est aussi ma préférée… oui parce que quand même, pouvoir faire des sciences et danser en même temps, honnêtement, quoi de mieux??

 

Plus sérieusement, ici, il s’agit de visualiser le son propagé dans l’air.

Montage tout simple:

  • tendez (bien) du film plastique étirable de cuisine sur un saladier en verre, ou tout autre plat d’au moins 20 cm de diamètre
  • dispersez sur ce dispositif une poignée de graines légères (riz, lentilles, etc)
  • posez le montage devant un haut parleur (le plus près possible mais sans le toucher)
  • choisissez consciencieusement votre musique (oui parce que les enfants vont vous demander de le refaire, encore, encore et encore 😉 )
  • allumez à fond et dansez! (non je rigole, attention aux petites oreilles fragiles!)

 

Au Labo nous avons testé plusieurs musiques différentes, pour satisfaire tout le monde et aussi pour vérifier l’impact des basses sur l’effet produit… une musique de comptine anglaise, donc, un morceau de Patricia Kaas pour les basses, et un morceau de l’inévitable Queen… pour le plaisir!!

On a beaucoup ri, beaucoup dansé, beaucoup fait trembler les grains de riz, de lentilles, et les murs ! L’avantage c’est que nous avons des bouchons d’oreille sur mesure ce qui permet d’augmenter le volume sans dommage pour les oreilles ;-). Mais même sans ça, c’est un joyeux moment assuré !

IMG_1284

 

C’est assez hypnotisant, en plus, de regarder ces petites graines sautiller joyeusement en rythme… j’avoue que je me suis régalée, et Luxie et Kwant ont été bluffés ! Comme vous le voyez, nous avons refait danser diverses graines à plusieurs reprises!

 

Et ce fut l’occasion de réaliser, pour mes little scientists, que le son est une entité physique, en somme, puisqu’il arrive à déplacer ces fameux grains de riz… Le visualiser aussi clairement est vraiment génial, même si c’est vrai, qu’en tant qu’anciens adolescents adeptes des musiques fortes, la plupart des adultes savent bien que leurs entrailles ressentent les vibrations des basses même à travers l’air… noon ? 😉

C’est ce que Luxie et Kwant ont redécouvert : le son est une vibration, propagée dans l’air sous forme d’onde. Celle-ci entraîne, de proche en proche, le déplacement de la membrane de film étirable, en rythme, ce qui fait sauter danser les grains de riz. C’est d’ailleurs le même phénomène qui se produit lorsque nous entendons un son : la vibration sonore entraîne une variation de la pression de l’air, propagée sous forme d’onde et ressentie par le tympan, notre membrane à nous.

Plus précisément, ce qui, dans l’air comme dans les autres matériaux (comme Luxie et Kwant l’ont découvert grâce aux expériences suivantes), permet la propagation des vibrations sonores, ce sont les atomes qui constituent le milieu de propagation (atomes des molécules d’air, d’eau, de métal…). En réalité, les atomes s’entrechoquent, se transmettant ainsi de proche en proche la vibration. Par conséquent, si pas d’atomes, pas de son ! D’où le fameux silence absolu du vide spatial…

Mais au Labo, on aime bien le bruit ! Enchaînons donc par la plus connue de ces petites manipulations scientifiques…  j’ai nommé…. :

Le fameux « téléphonayaourt » !

Alors oui, c’est vrai, quand on connaît, on se dit que ça n’a rien d’extraordinaire … mais je peux vous assurer que ça a fait son petit effet auprès de Luxie et Kwant, ils étaient carrément épatés!

Pas besoin de grands discours pour le montage, je vous montre notre téléphone sommaire (j’ai fait avec les yaourts que j’avais sous la main, c’est vrai que ça laisse un peu à désirer côté déco… j’avoue, je préfère les expérimentations à la décoration, oups!) :

 

En ce qui concerne la longueur du fil, plus il sera long et plus ce sera impressionnant (2 mètres par exemple, c’est carrément trop court, on entend l’autre parler et on ressent moins l’effet « téléphonayaourt ». En fait l’idéal, c’est de prendre la plus grande longueur que vous pouvez dérouler et tendre chez vous sans toucher d’encadrement de porte ou tout autre obstacle … ou même (il faut être courageux avec ce froid), expérimenter à l’extérieur. A titre d’exemple, nous avons fabriqué un téléphonayaourt de 10 m environ (et j’aurais dû faire plus!).

Petites astuces:

  • faire de bon gros nœuds bien solides au fond des yaourts (les curieux, ça a de la force),
  • surveiller que les enfants tiennent bien le pot sans toucher le fil,
  • leur montrer comment faire (chacun son tour, l’un parle et l’autre écoute) – eh oui, ce n’est pas si naturel pour les tout-petits qui sont nés avec la technologie moderne 😉 !

Et en avant pour les secrets chuchotés à l’oreille des yaourts! Luxie et Kwant ont bien rigolé, c’est assurément très drôle de se dire des bêtises en secret 😉

 

Avec cette petite manip’, Luxie et Kwant ont compris que le son se propageait aussi (et même mieux!) à travers les solides. Pas si évident, en fait! Il se propage également mieux dans l’eau que dans l’air… c’est en partie ce qui explique que les animaux marins, comme les baleines et les dauphins, par exemple,  puissent communiquer sur d’aussi longues distances. De plus, la vitesse (ou célérité) du son est 4 fois plus élevée dans l’eau que dans l’air (1500 m/s environ dans l’eau pour seulement 340 m/s). En réalité, contrairement à ce que nous imaginons souvent, l’ambiance sonore sous les océans est une véritable cacophonie !

Le stétho-cloche

Dans la même lignée que le téléphonayaourt, nous avons ensuite réalisé une expérience visant à combiner fil et métal. Pour celle-ci, pas besoin de prendre de la distance, elle est donc réalisable un jour de pluie ;-). Plutôt pas mal, avec les giboulées de mars qui s’annoncent !

Le montage est encore une fois simplissime, il ne vous faudra qu’un couvert en métal (la petite cuillère étant le choix à privilégier pour les enfants enthousiastes, ce serait dommage de se piquer avec une fourchette), et un petit mètre de fil ou de laine. Il s’agit de nouer le fil en son centre à la cuillère, de façon à pouvoir la laisser pendre, le tout formant un « V » lorsque vous tenez les deux extrémités du fil.

Ensuite, j’ai simplement enroulé le bout de chaque morceau de fil sur lui-même de façon à obtenir une petite boule de la taille d’un écouteur. Puis j’ai placé ces « écouteurs » dans les oreilles de Luxie, en lui demandant d’appuyer légèrement dans chacune de ses oreilles avec son index pour maintenir le dispositif. Voilà, le stétho-cloche est en place !

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Pour le faire fonctionner, rien de plus simple : il suffit de donner un petit (léger, surtout !) coup d’un autre couvert sur la cuillère. Attention à y aller doucement, le bruit est vraiment amplifié !

 

 

 

 

Bien entendu, pour que le son puisse se propager sans encombre, le fil ne doit rien toucher d’autre que les oreilles (et les doigts dans les oreilles J). Ce qui donne une position assez improbable, enfant les doigts dans les oreilles et penché en avant, les cheveux relevés … pas très confortable mais l’expérience est très brève !

On observe cette fois que le son est à la fois amplifié, et déformé par le fil : il est nettement plus fort que celui perçu, pour la même force de choc, via l’air. Il est également plus grave, et rappelle clairement celui d’une cloche-tte.

Voilà, au Labo nous nous sommes bien amusés à jouer avec les sons, j’espère que cela vous plaira aussi!

Et pour plus d’explications scientifiques, vous pouvez même aller faire un tour ici (un chouette blog de vulgarisation sur lequel j’ai pioché l’idée du stétho-cloche ;-), merci à Ludmilla :  Ludmilla science – expérimentations et explications à propos du son.

 

Cette expérience est partagée par Luxie dans le cadre du rendez-vous mensuel que nous vous proposons, avec mon amie Vassilia du blog L’esprit vient en jouant. Le 8 de chaque mois, nous vous partageons de petites expériences, des lectures ou des activités en relation avec les sciences, et nous vous proposons de nous rejoindre : publiez votre article sur la science avec les enfants, sur votre blog le 8 du mois, ajoutez le logo (ci-dessous) de ce nouveau RDV, et embarquez avec nous !. Venez aussi nous rejoindre sur le groupe « L’esprit du labo » pour que nous puissions relayer votre article ! Et si vous êtes intéressés par les expériences scientifiques avec les enfants, n’hésitez pas à venir papoter avec nous sur ce nouveau groupe facebook !

A bientôt!!

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