Expériences scientifiques sur l’électricité statique avec des ballons

Voici deux expériences scientifiques sur l’électricité statique que les enfants vont adorer ! Construisez un électroscope et utilisez des ballons pour montrer comment l’électricité statique provoque des forces d’attraction et de répulsion. Les parents et les enseignants aimeront le fait que ces expériences utilisent des matériaux simples provenant de la maison. Ces deux expériences sont amusantes et offrent un bon « facteur waouh ! »

Les ballons sont l’un des meilleurs matériaux pour créer une charge statique. Tout le monde sait que frotter un ballon sur ses cheveux ou ses vêtements crée de l’électricité statique ! Dans ces deux expériences, nous allons exploiter l’électricité statique qu’un ballon peut créer et observer les effets des charges.

Avant de commencer, je dois préciser qu’il s’agit en fait de démonstrations scientifiques et non de véritables expériences. Une démonstration montre aux enfants comment un concept scientifique fonctionne de manière pratique, tandis qu’une véritable expérience teste une ou plusieurs variables et les compare à une constante. Nous ne testons rien ici, mais les enfants apprendront beaucoup grâce à ces projets scientifiques !

Expérience n°1 : Pousser des ballons

Utilisez un ballon pour faire bouger un autre ballon – sans même le toucher ! Cette expérience démontre les forces d’attraction et de répulsion que créent les charges électriques.

Premièrement, gonflez deux ballons. Attachez du fil à l’un des ballons et suspendez-le au plafond de façon à ce qu’il se trouve à la hauteur des yeux de votre enfant.

Puis, prenez le ballon suspendu et frottez-le dans vos cheveux.

Puis frottez l’autre ballon dans vos cheveux. Les deux ballons ont maintenant capté des électrons de vos cheveux, et ils ont donc tous deux une charge négative.

Les charges opposées s’attirent, mais les charges semblables se repoussent.

Tenez le ballon de façon à ce qu’il soit proche du ballon suspendu. Il devrait repousser le ballon suspendu ! Ne laissez pas les ballons se toucher – tenez simplement le deuxième ballon près du premier et voyez l’effet qu’ils ont l’un sur l’autre.

Cette expérience fonctionne le mieux par temps sec, mais nous l’avons essayée par une journée chaude et humide, et elle a très bien fonctionné ! Cependant, nous avons obtenu des résultats encore plus spectaculaires lorsque nous l’avons fait en hiver. Donc, cela fonctionnera dans l’humidité, mais optez pour une journée sèche si vous le pouvez.

Maintenant, essayez de charger un seul des ballons. Nous avons découvert que nous pouvions nous « débarrasser » des charges en touchant les ballons et en les laissant se toucher entre eux. Cela permet aux électrons de se déplacer entre les objets et de s’égaliser.

Maintenant, frottez un seul des ballons dans vos cheveux et répétez l’expérience. Que se passe-t-il ? Cette fois, les charges devraient être opposées – un ballon est chargé négativement (celui que tu as frotté sur tes cheveux), et l’autre est chargé positivement ou pas chargé du tout (neutre). Les ballons devraient maintenant s’attirer l’un l’autre !

Expérience n°2 : construire un électroscope

Un électroscope est un appareil qui détecte les charges électriques. Tu peux en fabriquer un en utilisant des objets de la maison !

Voici ce dont tu auras besoin :

• Un verre ou un bocal en verre (nous avons commencé avec un bocal mais nous sommes passés au verre pour que vous puissiez mieux voir l’expérience sur les photos)
• De la feuille de papier
• Un trombone
• Un couvercle en plastique -. quelque chose dans lequel cela ne vous dérange pas de faire un trou
• Ciseaux
• Règle
• Pince – pour plier le trombone
• Un ballon

Pour fabriquer votre électroscope, commencez par plier le trombone comme indiqué.

Découpez deux bandes de papier aluminium d’environ 5 cm x 1,5 cm.

Vous aurez besoin d’un moyen de maintenir le trombone en place. Nous avons utilisé des ciseaux pour couper une petite fente dans un couvercle en plastique jetable. Nous avons d’abord essayé un clou, mais cela n’a pas très bien fonctionné.

Glissez le trombone dans la fente. Ensuite, accrochez un morceau de papier aluminium à chaque extrémité du trombone en faisant un petit trou dans le papier aluminium.

Maintenant, il est temps de tester votre électroscope ! Gonfle un ballon de baudruche et attache-le. Frotte-le dans tes cheveux, puis tiens-le près de ton électroscope.

Que se passe-t-il ?

Les morceaux de papier d’aluminium s’éloignent les uns des autres. Si tu éloignes le ballon, ils retombent comme d’habitude. Approchez le ballon chargé, et ils se déplacent à nouveau vers l’extérieur.

Une fois que vous avez fait cet essai, essayez de toucher le ballon chargé avec le trombone. Les bandes d’aluminium devraient s’éloigner l’une de l’autre, puis rester ainsi.

Pourquoi cela fonctionne-t-il ?

Le trombone et la feuille d’aluminium sont neutres car ils ont une quantité égale de charges positives et négatives. Le ballon a une charge négative parce qu’il a capté des électrons supplémentaires de vos cheveux. Lorsque vous approchez le ballon chargé négativement de l’électroscope, les charges négatives de la feuille d’aluminium réagissent. Comme les charges semblables se repoussent, les charges négatives de la feuille se déplacent vers les extrémités de la feuille, loin du ballon. Les extrémités de la feuille se sont alors chargées négativement et se sont repoussées, ce qui a fait que les bandes de feuille se sont éloignées les unes des autres.

Lorsque vous mettez le ballon en contact avec le trombone, cependant, les charges négatives ont pu se déplacer vers le trombone puis vers les bandes de feuille, leur donnant une charge négative qui dure même lorsque vous éloignez le ballon.

Vous avez besoin de plus d’idées simples d’expérience de la science ? Nous avons beaucoup !

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