Qui ne tente rien n'a rien (épisode 3)

Nous sommes parties à la campagne à la recherche d'un endroit venteux. L'expérience se passe sur un plateau dégagé à Dilbeek, où la vitesse du vent est en moyenne de 16km/h. Après consultation du site de l'IRM, le vent moyen y est supérieur par rapport à la région de Bruxelles (vitesse moyenne du vent à Uccle 12km/h). NB: on constate que le vitesse du vent est double à la côte, en faisant sûrement notre prochaine destination.

Nous avons donc réitéré l'expérience:

- installation du fil tendu dans la direction perpendiculaire à celle du vent (de façon à ce que le vent frappe à 90° le fil).

- longueur du fil de minimum 10m

- fil bien tendu

Dans la vidéo qui suit, on constate que le vent n'est pas assez fort pour produire un son à l'intérieur de la tente. Ce fut donc une déception par rapport à l'effet initial que l'on voudrait obtenir. Toutefois, en faisant vibrer la corde avec le doigt, le son que l'on peut entendre à l'intérieur de la tente est décuplé. Une faible vibration de la corde produit un son de cognement sur le bois à l'intérieur de la tente. Si le vent n'est pas le générateur de son, l'effet obtenu avec une vibration manuelle n'en est pas moins intéressante.

le vent était trop faible, on a testé une vibration manuelle du fil

bruit généré à l'intérieur de la tente

Le fil, traversé par une onde stationnaire, transmet ses vibrations à la plaque de bois qui, vibrant avec la tente, produit un son

Force de ce constat, on se demande si on ne pourrait pas utiliser autre chose que le vent pour générer du son tout en restant dans le domaine des moyens low-tech. Depuis le début des expériences en effet, le vent est relativement capricieux.. Cela pourrait être la ville et ses dynamiques qui génèrent le son. Par exemple à un fil relié à des rails de tram, un fil tendu sous le pas des passants, un fil vibrant sous le passage des voitures, des skates quand l'on pense à Flagey. Un pavillon qui ne dépendrait donc plus seulement du vent mais des bruits de la ville et de ses usagers.

Formellement, le pavillon pourrait avoir la forme d'un dôme en membrane PVC transparente, facilement transportable pour permettre de diversifier les expériences sonores. La transparence permettrait d'avoir l'impression d'être dehors tout en étant à l'intérieur, d'avoir l'impression d'être dans la ville mais dans une fraction de celle-ci amplifiée.

Qui ne tente rien n'a rien (épisode 2)

Nous avons tenté de refaire l'expérience du fil tendu relié à une tente par l'intermédiaire de plaques de bois.

Principe de la corde vibrante : tenues par 2 extrémités, les vibrations se réfléchissent à chaque extrémité en créant une onde stationnaire.

Grâce à l'équation de D'Alembert, on peut conclure que :

- Si la corde est légère (masse volumique plus petite) : la vitesse et la fréquence augmentent

- Si la corde est plus légère (tension et donc force plus grande) : la vitesse et la fréquence augmentent en créant un son aigu

- Si la corde est longue : la fréquence diminue et le son est grave

Pour cette expérience, nous avons donc opté pour le fil de pêche, léger mais solide (moins sujet à se rompre lors de la mise en tension).

Hypothèses :

- Le fil tendu relié à la tente par l'intermédiaire d'une plaque de bois suit le principe du haut parleur : la vibration du fil par le vent met en mouvement les molécules d'air proches de sa membrane vibrante. En le reliant à la plaque de bois, les vibrations de celle-ci se transmettent à la tente. Cette transmission crée du son.

- La vibration de la corde ne dépend que de sa longueur et de sa nature (diamètre, matière).

- La force du vent va influencer l'amplitude de vibration (son fort ou moins fort) et la fréquence (son aigu ou grave).

- Il est possible avec la même corde d'obtenir des harmoniques différents, c'est-à-dire des vibrations avec d'autres fréquences, mais elles doivent toutes être un multiple de la fréquence fondamentale.

- La tension dans la corde, la vitesse de déplacement de l'onde dans la corde diffèrent et donc la fréquence fondamentale d'obtention d'onde stationnaire peut changer (f = v/lg d'onde)

- La force du vent va faire en sorte que la corde bouge avec une certaine amplitude mais le nombre de ventre de vibration est le même => donc même fréquence et même hauteur de note.

- Pour une longueur de corde donnée et pour une tension donnée, il existe une seule fréquence fondamentale.

- Pour une corde maintenue à ses 2 extrémités, il y a un ventre de vibration pour la fréquence fondamentale au milieu de la tente (c'est pour ça qu'il y a un trou dans les guitares => le trou permet de faire vibrer tout l'intérieur de la guitare // caisse de résonance et donc l'amplitude est meilleure).

- La tente sert de caisse de résonance. Ce qui compte c'est que le point de la corde sur le bois soit fixe pour que l'onde se réfléchisse et entraîne des ondes stationnaires.

Expérience :

Après avoir installé tout le dispositif, on n'entend rien à l'intérieur de la tente.. Crap !

Pourquoi l'expérience n'a-t-elle pas fonctionné ? Hypothèses :

- Le vent n'était pas assez fort.
- Le fil n'était pas assez bien tendu (peu probable).
- La liaison fil-plaque de bois/membrane-plaque de bois n'adhérait pas assez.
- ........
- La personne de la vidéo nous a menti et a rajouté un son sur sa vidéo.. (peu probable aussi!)

To be continued...

Elephant

BUT DE L'EXPERIMENTATION

Creating a foam structure from the chemical reaction

HYPOTHÈSES

- difference examination between dry yeast and baking powder

- propotion examination of hydrogen peroxide

- the influence of warm water on dry yeast

INTUITION

We suppose that the chemical reaction will develop some gas and some bubble structure.

EXPÉRIENCE

A  We mixed 15 g of baking powder with 3 table spoon of warm water. We prepared a bottle with ¼ cup of hydrogen peroxide and ¾ cup of water and added liquid and food colorant. Then we put baking powder mixture into the bottle.

B We mixed 15 g of baking powder with 3 table spoon of warm water. We prepared a bottle with ½ cup of hydrogen peroxide and ½  cup of water and added liquid and food colorant. Then we put baking powder mixture into the bottle.

C We mixed 15 g of dry yeast with 3 table spoon of warm water. We prepared a bottle with ½ cup of hydrogen peroxide and ½  cup of water and added liquid and food colorant. Then we put dry yeast mixture into the bottle.

D We mixed 25 g of dry yeast with 1 table spoon of warm water. We prepared a bottle with 1 cup of hydrogen peroxide and added liquid and food colorant. Then we put dry yeast mixture into the bottle.

MESURES ET OBSERVATIONS

 A / B Baking powder react with water, it sparkled. After adding the water mixture into the bottle, only a little bit of foam has created. During one minute the reaction has stopped.

C Dry yeast with water contact changed from powder to liquid and a little bit of plasticine. After adding the water mixture into the bottle the foam started to create and went out of the bottle. The reaction last about 4 min.

D Dry yeast with water contact changed from powder to plasticine and a little bit of liquid. After adding the mixture into the bottle the foam started to create and went out of the bottle. The reaction last about 5 min  

 

ANALYSE

- baking powder didn’t react with hydrogen peroxide

- the more dry yeast we put the more foam we obtained

- the foam structure disappear during 15 min

CONCLUSIONS

 The obtained structure wasn’t solid, it disappeared very quickly. It has produced a little bit of gas without smell. It would be interesting to put a balloon onto the bottle orifice to see if the hydrogen fill the balloon with gas. We would do it as further experiment.

LE SERPENT DE FEU

1- But de l’expérience

Créer de la matière à partir d’une expérience chimique

2- Hypothèses

A- L’influence de la base (terre humide ou sable sec)

B- L’influence des liquides de combustion (essence ou zippo fluide)

C- L’influence des proportions entre le bicarbonate de sodium et le sucre

3- Intuition

On pensait qu’en brûlant les éléments allaient relâcher du gaz carbonique et créer un caramel suite à la combustion du sucre.

4- Expérience

L’expérience témoins nécessite :

-          une base de sable

-          zippo fluide

-          40g de sucre

-          10g de bicarbonate de sodium

Imbibé la base de sable de zippo fluide. Déposer le sucre et le bicarbonate en tas sur la base. Approcher une allumette de la préparation

A- Nous avons utilisé de la terre humide comme base de combustion afin de remplacer le sable.

B- Nous avons essayé de remplacer le liquide de combustion avec de l’essence.

C- Nous avons fait varier dans 4 récipients différents la quantité de sucre et de bicarbonate.

5- Mesures et observations

A- la combustion ne prend pas avec une terre humide

B- la faible dose d’essence n’a pas permis la combustion

C-

1	2	3	4
5g de sucre 2 pincée de bicarbonate de sodium	2,5g de sucre 2 pincée de bicarbonate de sodium	2,5g de sucre 1 pincée de bicarbonate de sodium	2 pincée de bicarbonate de sodium
Trop de sucre, le bicarbonate de sodium n’a pas pris feu	La création du « serpent » est lente et s’arrête en 5minutes	La création du « serpent » est rapide et dure 10minutes	La combustion du bicarbonate de sodium était dangereuse. Nous avons du arrêter l’expérience.

6- Analyse et discussion

L’humidité de la terre a probablement empêché la combustion. Il faut une base de sable ou de terre sèche qui absorbe le zippo fluide. L’expérience nécessite une juste proportion entre le bicarbonate de sodium qui accélère la combustion et le sucre qui crée cette structure. Nous avons constaté que la combustion sentait le caramel.

7- Conclusion et perspective

La structure aléatoire est intéressante tant par sa forme que par sa consistance. Elle présente un aspect solide qui semble s’apparenter à de la lave, cependant lorsqu’on la touche elle s’émiette très facilement et la texture est presque douce. Il serait intéressant de travailler sur cette matérialité.

Capillarité et pression, ça fait bouger!

Le but des manipulations de ce vendredi, 14 octobre est d'utiliser différents phénomènes physiques afin de faire bouger des structures.

Ces structures, en papier et en caoutchouc ici, peuvent être réalisés en une variété de matériaux et peuvent être implémentés dans des bâtiments. Ainsi, le Hygroscope de Achim Menges a été une inspiration pour la première expérience, l'origami capillaire.

A. ORIGAMI CAPILLAIRE

On découpe, dans du papier ordinaire, une forme quelconque. On replie ensuite le papier sur lui-même. On peut réaliser un ou plusieurs plis. Le papier est ensuite déposé sur de l'eau. On observe immédiatement que la structure se déplie, comme par magie.

Il ne s'agit ici bien évidemment pas de magie, mais d'un phénomène capillaire. En effet, le papier déposé sur l'eau absorbe l'eau, qui va monter et se propager, et ce même contre la gravité. C'est ce qu'on appelle la capillarité. Ce phénomène est observé par exemple lorsqu'on trempe un morceau de sucre dans du café. On observe que le sucre s'imbibe de liquide.

La feuille qui absorbe l'eau autour du pli s'alourdit et fait tomber la partie de papier qui était repliée sur la feuille.

B. LE BALLON SOUS PRESSION

Il est possible de redresser et de gonfler un ballon mou sans se fatiguer. L'astuce est de jouer avec la pression. Pour commencer, on va fixer l'ouverture d'un ballon de baudruche sur l'ouverture d'une bouteille en plastique vide. Plus la bouteille est grande, plus l'effet souhaité sera impressionnant. On fait chauffer un bac d'eau. Lorsque l'eau commence à entrer en ébullition, on la retire de la source de chaleur, et on trempe un bout de la bouteille en plastique dans l'eau.

On observe que le ballon se redresse immédiatement et commence à se gonfler. Comment expliquer ceci? 

L'air contenue dans la bouteille est à température ambiante au début de l'expérience. La pression dans la bouteille est égale à la pression atmosphérique. Lorsqu'on met la bouteille dans l'eau chaude, l'air à l'intérieur de la bouteille va se réchauffer. Or, l'air chaud a tendance à se dilater, et occupe donc un volume plus important. Elle va donc gonfler le ballon pour avoir plus de volume à disposition. On remarque que lorsqu'on retire la bouteille de l'eau chaude, le ballon va graduellement se dégonfler: l'air dans la bouteille se refroidit peu à peu et se contracte.

Remarque: on peut aussi mettre la bouteille dans le frigo avant de faire l'expérience. La différence de température entre l'air et l'eau sera donc plus grande, ce qui entraîne un effet plus prononcé.

Elisabeth NILLES

bilame

But de l'expérience: 

Etudier la dilatation des matériaux et tenté de reproduire le principe du bilame.

Hypothèse:

Si l’aluminium se dilate plus que le papier, notre matériaux composite aura une tendance à courbé. Ensuite, en ce refroidissant il devrait se contracté et reprendre sa position initiale.

Expérience:

Nous avons coller une feuille de papier à une fine feuille d'aluminium. Ensuite nous avons chauffé la feuille d’aluminium et observer sa courbure. Par après nous avons observer ce qui ce passait quand elle ce refroidissait.

Conclusion:

Lorsque l’aluminium chauffe, il se dilate dans le sens de la longueur. Le papier lui ne se dilate que très peu. Quand ils sont associé, leurs coefficient de dilatation étant très différent, ils vont ce courber en fonction de la température.

Z3 - La chambre noir et la diffraction

RAPPORT

Adnane Ben Hssain, Bach Quoc Anh

1. BUT DE L'EXPERIMENTATION :

Chris Fraser est un artiste photographe qui a le don de prendre la lumière sous toutes ses formes. Nous avons voulu s'intéresser à la lumière et surtout de comprendre le phénomène de diffraction dont il a le seul secret. Ducoup, nous avons fait une expérience mais qui se divise en trois : La première partie concernait le phénomène de diffraction, la seconde, sur la distance et la taille de la faille, la troisième sur la chambre noire.

2. HYPOTHÈSES:

1. La lumière peut se diffracter et avoir une apparence nette et sculptée par le simple contact de la lumière naturelle sur une fente.
2. La lumière artificielle devrait elle aussi être capable de produire ce phénomène.
3. La taille de la fente change l'amplitude de la lumière diffractée.
4. Une chambre noire ne peut refléter la couleur de la lumière.

3. INTUITION:

L'intuition nous pousse à dire qu'il est impossible de créer cette lumière sans ajout, sans intervention de quelque chose d'extérieur, sans qu'il y ait d'ombre,... Tout comme il est difficile de voir une image nette à travers une chambre noire petite.

4. EXPÉRIENCE:

1. Créer plusieurs maquettes avec des failles.
2. Les déposer dirigées vers le soleil, puis la lampe du GSM.
3. Observer ce qu'il se passe.

Partie 1: lumière naturelle et artificielle

Lumière artificielle

Lumière naturelle

Partie 2 : éloigner et rapprocher une même faille lumineuse

Partie 3 : Chambre noire

5. MESURES ET OBSERVATIONS:

- La première observation est le fait que la lumière naturelle marche directement et crée à travers la faille des plusieurs maquette le rayon diffracté.

- La lumière artificielle quant à elle, ne marche pas directement.

- La lumière reflétée change de taille en fonction de la distance entre la source lumineuse et la faille de la maquette. Il y a une relation.

- La chambre noire fonctionne aussi pour une toute petite taille mais n'identifie pas clairement les couleurs et la forme.

6. ANALYSE:

Nous avons été surpris. Nous n'avons pas compris pourquoi la lumière artificielle n'a pas fonctionné. Du coup, nous avons voulu pousser l'expérience plus loin afin de comprendre mieux le phénomène.

Nous estimons que la lumière naturelle est indirecte, ou contient un rayonnement diffèrent que celui des lampes artificielles.

Quand à la chambre noire, nous pensons qu'il faudrait faire d'autres expériences avec diffèrentes ouvertures et changer diffèrents paramètres.

Fluide non newtonien

But de l’expérimentation

Observer les caractéristiques du fluide non newtonien

Hypothèse

Au delà d'une certaine force, le fluide devient friable.

Expérience

- Verser de l'eau dans un récipient, ajouter 4 mesures de maïzena pour 1 mesure d'eau
- Mélanger le tout et calibrer le mélange en ajoutant  moins ou plus de maïzena
- mettre le mélange dans un ballon et appliquer une grande force.

Mesures et observations
- Plus on ajoute de maïzena, plus le mélange devient solide
- jusqu'à une certaine limite, la poudre de maïzena ne se mélange plus avec le liquide
- A force de le manipuler en main, le mélange se désagrège de plus en plus
- dans un ballon, le mélange frappé garde la forme pendant plusieurs secondes.

Analyse et discussion

Conclusions et perspectives

La déformation d'un matériau contenant du fluide est intéressante et sa capacité à passer à l'état solide à liquide et inversement pourrait être utilisé dans une structure active où les personnes en touchant celle-ci modifierait son état.

 

Instructions : Vidéo expérimentation libre

En lien avec l'activité du vendredi 14 octobre nous vous avions demandé de produire une vidéo sur l'une de vos expérimentations libres. Pourriez-vous la poster ici ? Utilisez les labels : "Z3 vidéo expérimentation libre" et "Prenom + Nom" des auteurs de la vidéo.