Lecons de Marie Curie : Physique elementaire pour les enfants de nos amis

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Recueillies par Isabella Chavannes en 1907

Preface d'Yves Quere Postface d'Helene Gispert Avant-propos d'Helene Langevin-Joliot et Remi Langevin Extrait de Madame Curie, par Eve Curie

SCIENCES 17, avenue du Hoggar Pare d'Activite de Courtabceuf, BP 112 91944 Les Ulis Cedex A, France

Ouvrage coordonne par Benedicte Leclercq Creation graphique d'Eric Sault

En couverture:

Marie Curie lisant (1912). © ACJC - Archives Curie et Joliot-Curie Fillettes Emmanuelle et Marie Olland ©E. Sault Pompe aspirante et foulante © Musee national de I'Education - INRP - Rouen. Laboratoire de P. et M. Curie © ACJC - Archives Curie et Joliot-Curie

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Marie Curie et sa fille Irene. © ACJC Archives Curie et Joliot-Curie.

ISBN: 2-86883-635-6 Tous droits de traduction, d'adaptation et de reproduction par tous precedes, reserves pour tous pays. La loi dull mars 1957 n'autorisant, aux termes des alineas 2 et 3 de 1'artide 41, d'une part, que les « copies ou reproductions strictement reservees a I'usage prive du copiste et non destinees a une utilisation collective », et d'autre part, que les analyses et les courtes dtations dans un but d'exemple et d'illustration, « toute representation integrate, ou partielle, faite sans le consentement de I'auteur ou de ses ayants droit ou ayants cause est illicite »(alinea ler de I'article 40). Cette representation ou reproduction, par quelque precede que ce soit, constituerait done une contrefac,on sanctionnee par les articles 425 et suivants du code penal

© EDP Sciences 2003

Preface

UNE PtDAGOGIE MODERNE

j I NE FACETTE deplus, jusque la peu connue,dela person% / nalite de Marie Curie-Sklodowska nous est revelee id. Ainsi done, cette femme investie comme nul autre dans I'activite de recherche, cette combattante des postes avances, cette defricheuse des terres inconnues, ainsi done avaitelle pris le pan, abandonnant un instant la ligne du front, d'enseigner la physique la plus elementaire qui soit, s'adressant - qui plus est - a des enfants, et la leur faisant decouvrir par eux-memes. Combien il est fascinant de voir ainsi la science des sommets non pas « descendre vers » mais « s'adresser a » cet auditoire juvenile, avide de connaTtre et de comprendre: mutation d'une science verticale - connaissances deversees par Tun dans le cerveau de I'autre - en une science horizontal ou I'enfant, guide par la main de son aine, investit de plain pied le champ du savoir. Bien entendu, le maitre-mot de cette mutation est le passage a I'acte, c'est-a-dire a ^experimentation. Certes, Marie Curie y est orfevre. Mais une chose est de la pratiquer, dans son laboratoire, aux niveaux extremes de la decouverte scientifique, une autre de Timaginer, accessible aux enfants, realisable par eux, proche de la vie de tous les jours et en meme temps riche d'un sens profond.

Et void que [Q miracle s'accomplit. Marie Curie, un tube en U a la main, parle. Et plus encore pose-t-elle - mais tout autant suscite-t-elle - des questions (« Comment pouvezvous savoir que... ? Qu'est-ce qui presse le mercure... ? Comment... ? Pourquoi... ? Qu'est-il arrive... ? Croyez-vous que... ? »), questions qui sont celles de tout un chacun, celles notamment dont nous bombardent chaque jour les enfants. Elle les fait siennes, amenant ceux-ci a la reponse, en une mai'eutique qui s'epanouit dans I'observation, I'experimentation et la reflexion. Heureux enfants qui, fabriquant un barometre, manipulant des tiges de ble mais aussi des trompes a eau, des vessies de pore mais aussi des (recentes, a I'epoque) lampes a incandescence, s'initient tout naturellement aux lois de la nature ! Heureux enfants a qui Ton parle d'une «jolie experience » et qui, d'eux-memes - sans qu aucunement le but recherche ait pu etre de les amwer« refont I'experience et rient ». Heureux « enfants [qui], tous, sont ravis ». Heureux enfants dont Intelligence et 1'imagination sont a chaque instant sollicitees. Pour qui s'investittant soit peu dans I'aventure passionnante de La main a la pate, comment ne pas trouver, id, de riches resonances et de premonitoires intuitions ? Et comment ne pas reconnaTtre que tout est, id, deja mis en ceuvre : laccumulation des points d'interrogation qui sont les points de depart de toute science; I'importance de I experimentation menee par les enfants eux-memes; la dialectique qui s'etablit alors entre celle-ci et la reflexion, entre les mains et le cerveau, entre la realite et I'image que nous nous faisons d elle, dialectique qui fonde toute recherche - sdentifique, historique, sociologique... - et que les enfants pratiquent avec tant d'implication personnelle, souvent tant de passion, et aussi tant de naturel; enfin le contact qui s'etablit entre le monde de la recherche - et id a quel niveau, s'agissant de Marie Curie1, de Paul Langevin2 ou de Jean Perrin3! - et celui

Preface

de I'enseignement primaire..., tout cela que I'ecole, en lien avec I'Academie des sciences, tente de realiser au travers de La main a la pate" est ici superbement annonce. Certes, les lemons de science de Marie Curie s'inscrivent dans une longue tradition europeenne d ouverture des enfants aux objets et aux phenomenes de la nature, comme nous le rappellent les jardins botaniques et les cabinets de curiosite de jadis, ou nos lemons de choses de naguere,tous lieux d'eveil mental par quoi I'enfant est amene a observer, invite a enqueter et incite a decouvrir. Certes, c'est de date immemoriale que les apprentis ont ete formes par des experimentations directes, aupres du maitre, avant de devenir artisans, ou artistes. Certes, aussi, les educateurs n'ont pas tous la chance d'avoir de jeunes eleves ayant pour noms Hadamard, Curie, Langevin, Perrin ou Chavannes... II reste que ces pages exhalent un parfum d'etonnante fraTcheur, comme si ces enfants avaient ete les premiers a recevoir un enseignement de ce style ; comme si leur joie d'apprendre etait contemporaine des premiers matins de I'aventure humaine ; et comme si, dans leur extreme singularite, Us symbolisaient tous les enfants du monde, questionneurs infatigables d'une nature qui, suivant 1'intuition poetique de Novalis, ne saurait veritablement se decouvrir qu'a eux. Yves Quere Academic des Sciences

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Laureate du prix Nobel de physique en 1903, avec Henri Becquerel et Pierre Curie; puis laureate du prix Nobel de chimie en 1911 (N.d.E.). Membre de I'Academie des Sciences en 1934 (N.d.E.). Membre de I'Academie des Sciences en 1923 et laureat du prix Nobel de physique en 1926 (N.d.E.). Sur ce sujet, on consultera par exemple le site inrp.fr/lamap.

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AVANT-PROPOS d'Helene Langevin-Joliot et Remi Langevin

L'INITIATIVE de Marie Curie, un groupe d amis a mene pendant deux ans (1907-1908), une experience d'enseignement originale a fintention de leurs enfants alors ages d'une dizaine d'annees. Les parents se repartirent les principales matieres a enseigner, a I'aide de lemons peu nombreuses. Un effort tout particulier fut effectue pour I'enseignement des matieres scientifiques, base sur la realisation d experiences par les enfants eux-memes. Cette « ecole », bientot denommee « la cooperative », a laisse des souvenirs heureux aux professeurs comme aux eleves. Ces souvenirs se transmettent encore aujourd'hui des parents aux enfants. Irene Joliot-Curie les evoquait souvent lors de discussions sur I'enseignement des sdences en general, ou pour noter le role de la « cooperative » dans I'eveil de sa vocation scientifique. Eve Labouisse-Curie sen est inspiree pourfaire revivre la « cooperative », lorsqu elle ecrivit, en 1937, la biographic de sa mere publiee chez Gallimard (voir I'extrait page 11).

Helene Langevin-joliot petite fille de Marie Curie, est directrice de recherches emerite au CNRS. Remi Langevin, petit neveu d'IsabelleChavannes, est professeur de mathematiques a I'Universite de Bourgogne.

Avant-propos

Le present livre reproduit les notes prises par Isabelle Chavannes au cours d'une partie des lemons de physique donnees par Marie Curie. Ces notes ont ete retrouvees par I'un d entre nous qui, plus tard, a I'Universite de Bourgogne, en fit quelques copies et commenca a les faire connaTtre. L'interet suscite et les encouragements rec,us debouchent aujourd'hui sur leur publication, precedee en introduction de I'extrait du livre Madame Curiepar Eve Curie evoquant la cooperative. Isabelle Chavannes, nee en 1894, etait un peu plus agee que les autres enfants inities a la physique avec elle. Marie Curie, qui appreciait son interet manifeste pour les sciences, prit le temps par la suite de lui donner quelques lemons de mathematiques, en meme temps qu'a sa fille ainee, Irene. Elle suivit avec sympathie son parcours ulterieur, echangeant avec elle lettres ou simples vceux de bonne annee. Isabelle Chavannes a travaille une grande partie de sa vie comme ingenieur chimiste chez Ugine Kuhlman. Une telle carriere d'ingenieur etait encore rarissime a I'epoque.

Helene Langevin-Joliot Remi Langevin

Isabelle Chavannes et Irene Curie. © Album G. Chavannes 1905

Remi Langevin: <•< Unjour mon grand-pere decida de trier ce qui se trouvait dans sa cave, et en particulier une malle de papiersprovenant de sa sceur, Isabelle Chavannes. Jefus charge de mettre dans la chaudiere ce quil souhaitait bruler. Au cours de cette operation, mon attention fut attiree par le contenu d'un classeur noir: il contenait les notes prises par Isabelle lors de lemons de physique elementaire donneespar Marie Curie. Mon grand-pere me fit cadeau du classeur et des notes. »

Classeur de notes d'Isabelle Chavannes. © E. Sault

Extrait de Madame Curie, par Eve Curie

LA COOPERATIVE D'ENSEIGNEMENT

Sous fimpulsion de Marie nait le projet d'une sorte de cooperative d'enseignement ou de grands esprits appliqueront des methodes de culture nouvelles a leurs enfants reunis. Une ere s'ouvre, d'excitation et d'amusementintense, pour une dizaine de marmots, gardens etfilles, qui vontchaque jour ecouter une seule lecon, donnee par un maTtre d'elite. Un matin, Us envahissent le laboratoire de la Sorbonne ou Jean Perrin leur apprend la chimie. Le lendemain, le petit bataillon se transporte a Fontenay-aux-Roses: seance de mathematiques par Paul Langevin. Mmes Perrin et Chavannes, le sculpteur Magrou, le professeur Mouton, enseignent la litterature, I'histoire, les langues vivantes, les sciences naturelles, le modelage, le dessin. Enfin, dans un local desaffecte de I'Ecole de Physique, Marie Curie consacre le jeudi apres-midi aux cours de physique la plus elementaire que ces murs aient jamais entendu. Ses disciples - dont certains sont de futurs savants garderont un souvenir ebloui de ses lecons passionnantes, de sa fa mili a rite, de sa gentillesse. Grace a elle, les phenomenes abstraits et ennuyeux depeints dans les manuels rec,oivent I'illustration la plus pittoresque. Des billes de bicyclettes,

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trempees dans de I'encre, sont abandonnees sur un plan incline ou, decrivant une parabole, elles verifient la loi de la chute des corps. Un pendule inscrit ses oscillations regulieres sur du papier fume. Un thermometre, construit et gradue par les eleves, consent a fonctionner en accord avec lesthermometres officiels, et les enfants en con^oivent un immense orgueil... Marie leurtransmetson amour de la science et son goutde I'effort. Elle leur apprend aussi ses methodes de travail. Virtuose en calcul mental, elle insiste pour que ses proteges le pratiquent:«Ilfaut arrive r a ne jamais se tromper», affirme-telle ;« le secret est de ne pas aller trop vite ». Qu'une des apprenties cree du desordre en construisant une pile electrique, Marie se fache tout rouge:« Ne me dis pas que tu nettoieras " apres "! On ne doit pas salir une table pendant un montage ou une experience...». La laureate du prix Nobel donne parfois a ces bambins ambitieux de simples lecons de bon sens. - Comment feriez-vous pour garder chaud le liquide contenu dans ce recipient ? demande-t-elle un jour. Aussitot Francis Perrin,]ean Langevin.Isabelle Chavannes, Irene Curie - les etoiles scientifiques du cours - proposent des solutions ingenieuses: entourer le recipient de laine, I'isoler par des procedes raffines... etimpraticables. Marie souritetdit: - Eh bien, moi, je commencerais par mettre un couvercle. Sur ces paroles de menagere s'acheve la seance de ce jeudila. Deja la porte s'ouvre, une servante apporte Tenorme

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Extrait de Madame Curie, par Eve Curie

provision de croissants, de tablettes de chocolat et d'oranges du gouter collectif. Mastiquant et discutant, les enfants se dispersent dans la cour de I'ecole. A L'affut des moindres gestes de Mme Curie, les journaux de I'epoque raillent gaiement intrusion - bien discrete et soigneusement surveillee-desfiIs etfilles de savants dans les laboratoires: « Ce petit monde qui sait a peine lire et ecrire, dit un echotier, a toute licence de faire des manipulations, de construire des appareils et d'essayer des reactions... La Sorbonne et I'immeuble de la rue Cuvier n'ont pas encore saute, mais tout espoir n'est pas perdu!» L'enseignement collectif prend fin apres deux ans. Les parents sont trap surmenes par leur travail personnel pour donner du temps a I'entreprise. Les enfants, qu'attend I'epreuve du baccalaureat, doivent se plonger dans les programmes officiels. Eve Curie, extrait de Madame Curie, © Editions Gallimard.

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Flacons (vers 1900). © Musee national del'Education-I.N.R.P.-Rouen.

PREMIERE LECON

-Void une bouteille, commence Madame Curie. Nous I'ouvrons. - Elle paratt vide. Qu'est ce qu'il y a dedans ? - De fair, repondenttous les enfants. - Comment pouvez-vous savoir qu'ily a quelque chose dedans ? dit Madame Curie. Pour voir si la bouteille contient effectivement de lair, on va tacher de faire entrer quelque chose dedans, de i'eau par exemple. La bouteille a ete rebouchee. Un enfant I'ouvre dans I'eau, en la tenant le goulot en haul De I'eau entre dans la bouteille, mais nous voyons sortirdes bulles.Ily avait bien de lair dans la bouteille et c'est cet air qui s'en va. Comme il est plus leger que I'eau, il monte a la surface. - Rebouchons la bouteille apres I'avoirvidee, etallons I'ouvrir sous I'eau en la tenant le goulot en bas. Que se passe-t-il? L'eau monte un peu dans la bouteille, ecrasant I'air qu elle contient, mais cet air arrete par le verre du f lacon ne peut plus monter a la surface: il reste emprisonne au fond du ballon, et I'eau ne peut plus remplir la bouteille.

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L'usage du mercure est interdit a I'ecole.

- Essayons maintenant de faire la meme chose avec du mercure. Voyons ce qui va se passer. Void une petite bouteille pleine de mercure et bouchee. ]e la mets dans I'eau, la tete en bas; qu'est-ce qui va arriver si je la debouche ? - Le mercure ira au fond du bain, disent plusieurs enfants. Irene ote le bouchon du f lacon et effectivement le beau mercure brillant degringole au fond du bain. - C est qu'il est plus lourd que I'eau, disent les enfants. - Cest presque bien, dit Madame Curie, mais ce n est pas tout a fait bien. Est-ce qu'une toute petite goutte de mercure est plus lourde que I'eau d'une grande bouteille ? -Oh, non! - Mais si Ton remplit une bouteille avec de I'eau et une autre bouteille tout a fait pareille avec du mercure, quelle sera la plus lourde ? - Celle ou on a mis le mercure. - Alors, vous voyez, il faut dire que pour un meme volume le mercure pese plus que I'eau. Au lieu de faire cette longue phrase, on dit: le mercure est plus dense que I'eau. Le mercure et I'eau sont liquides, mais il n'est pas necessaire qu'un corps soit liquide pour qu'on sache dire qu'il est plus dense qu'un autre. Void du bois; il est moins dense que du plomb, parce qu'un morceau de plomb tenant autant de place que ce morceau de bois est plus lourd. L'air est moins dense que I'eau ainsi que nous I'avons observe toutal'heure.

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Premiere le$on

Quand on met dans I'eau une chose moins dense que I'eau. elle monte etflotte; quand on y met une chose plus dense, elle va au fond. Espaces etroits Les manipulations continuent: je mets du petrole dans une bouteille contenant un peu d'eau. Les deux liquides ne se melangent pas: le petrole reste a la surface. ]e plonge la bouteille dans I'eau, le goulot en haut, et je la debouche sous leau. Le petrole, moins dense que I'eau, s'en va a la surfacedubain. - Mais il faut tout de meme, pour qu'un corps moins dense que le liquide dans lequelilestimmerge monte a la surface de ce liquide, qu'il ait la place de passer. ]e prends un flacon a goulot un peu etroit ]e mets du petrole dans ce flacon et je le plonge ouvert, le goulot en haut, dans un recipient plein d eau. Le petrole reste dans le flacon; il ne vient pas a la surface de I'eau. - Pourquoi ? N'est-il pas moins dense que I'eau ? -Si. - Alors, qu'est-il arrive ?... II fallait que, par le goulot etroit, le petrole sortit et que I'eau entrat; ils n'ont pas trouve assez de place pour passer I'un et I'autre. Void un autre exemple encore plus etonnant. Nous prenons une eprouvette a goulot tres etroit, pleine d air, et nous la mettons dans I'eau, le goulot en haut - Est-ce que I'air sort ? Est-ce que I'eau entre ? -Non. - L'air est cependant toujours moins dense que I'eau.

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Mais, par le goulot etroit, lair et leau n'ont pas la place de passer en meme temps, bien a leur aise, et alors Us ne passent pas. Cest comme si Aline et Irene, devant passer en sens inverse dans un corridor tres etroit, n'avanc,aient ni Tune ni I'autre. Madame Curie poursuit: - Si fintroduis dans le goulot etroit un petit tube fin, I'eau et I'air auront chacun leur chemin et Us n'hesiteront plus a passer. Le vent - Void une petite poire en caoutchouc. On peut retirer I'air qu'elle contient en la pressant avec la main. Nous appuyons la pointe ouverte de la poire, tandis que nous pressons cette poire sur la joue de chaque enfant et Us sentent comme un peu de vent. - Quand I'air est en mouvement, c est ce qui fait le vent. Voici une plus grande poire; je la serre et vous allez sentir un plus grand vent. Elasticite - Le caoutchouc est un corps elastique. Apres qu'on a serre cette poire de caoutchouc, a cause de son elasticite, elle reprend sa premiere forme. Le caoutchouc se regonf le tout seul et lair est oblige de rentrer dans la poire. Respiration - Quand on respire, les cotes se soulevent, les poumons s'ouvrent et I'airy entre comme dans cette poire en caoutchouc

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Premiere lepon

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Aspiration - Serrons maintenant la poire de caoutchouc sous I'eau. Quand elle se regonfle, c'est de I'eau qui la remplit cette fois. On dit que la poire a aspire de I'eau. On peutfaire de meme avec la poitrine et avec la bouche. ] aspire de I'eau dans un tube communiquant avec un vase; j aspire de I'eau avec une pipette. Tous les enfants savent qu'on peut, avec une paille, une tige de ble constituant un tube, aspirer un liquide. En aspirant, on ouvre les poumons; il se fait un vide et I'eau monte. Trompe a eau - Mais on ne peut pas toujours aspirer suffisamment avec la bouche. On n'oterait pas avec la bouche tout lair d'un recipient; il s'en faudrait. Void un appareil qu'on appelle la trompe a eau, qui sect a aspirer I'air et par suite, a faire le vide. Get appareil se compose de deux tubes en verre aet b, opposes mais non absolument reunis par leurs bouts effiles. Ces tubes sont fixes dans un cylindre de verre communiquant par un tuyau avec le recipient quelconque dans lequel on veut faire le vide. En passant du tube a dans le tube b, un rapide courant d'eau entraine en partie lair qui est dans le cylindre supportant les deux tubes. Chaque enfant approche un doigt du tuyau par lequel la pompe aspire I'air et sent tres bien son doigt aspire.

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Premiere le?on

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Robinet - Nous allons voir que lair appuie fortement sur tout ce qu'iltouche. Void une cloche surmontee d'un robinet. Savez vous bien ce que c'est qu'un robinet ? C'est un canal qu'on ouvre ou qu'on ferme a volonte. Cette cloche est fermee comme un pot de confitures par une sorte de peau bien tendue. Cette peau provient d'un organe du pore; c'est ce qu'on appelle une vessie. En void une seche et en void une mouillee. Avec une vessie, on a done ferme la cloche. Creve-vessie et cloche - II y a de lair a finterieur de la cloche et il y en a audehors, et cet air presse avec la meme force les deux cotes de la vessie. Qu'arrive-t-il si Ion retire de lair de la cloche ? Nous allons voir. Monsieur Perrin, qui est tres fort, va aspirer rien qu avec la bouche. Nous voyons la vessie se creuser vers I'interieur de la cloche: lair de I'exterieur pese maintenant plus fort que lair qui est encore dans la cloche. - Nous ne voulons pas assassiner Monsieur Perrin, dit Madame Curie. Alors nous allons aspirer avec la trompe a eau lair qui est dans la cloche. Nous voyons la vessie se creuser de plus en plus vers I'interieur de la cloche, a mesure que lair est aspire. - Elle va se crever si I'on continue, si I'on ote presque tout lair de la cloche, c est-a-dire si I'on y fait le vide, comme

on dit.

Premiere lepon

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Madame Curie, qui n'aime pas le bruit, laisse a Monsieur Perrin le plaisir de faire crever la vessie. Celle-ci se dechire avec un bruit pareil a un coup de fusil. - Que serait-il arrive, demande Irene, si au lieu de la vessie, il y avait eu sur la cloche une plaque de verre ? - Le verre peut resister a une pression assez forte ; cependant, du verre tres mince se serait brise sous la poussee de lair exterieur. - Void une autre experience, reprend Madame Curie. Sous une cloche contenant de lair, on a place une vessie qui est comme un petit sac tres peu gonf le. On aspire lair de la cloche. Qu'arrive-t-il ? La pression de lair que contient la vessie devient plus forte que la pression de I'air qui est dans la cloche et nous voyons la vessie se gonfler sous la poussee de I'air qu'elle contient - Qu arrive-t-il si nous faisons entrer de I'air sous la cloche ? - La vessie se degonflera sous la poussee de I'air de la cloche. Madame Curie fait expliquer par chaque enfant les deux experiences qu'elle vient de faire avec des vessies. Poids de I'air - Est-ce que I'air est pesant ? Ce nest pas aussi facile a savoirque pourde I'eau ou des pierres. Nousallonstacher cependant de le savoir. Void un ballon de verre, muni d'un robinet. Ce ballon a une capacite de 5 litres, c'est-a-dire que s'il etait plein d'eau et qu'on le vidait, on remplirait

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Premiere le?on

5 bouteilles de 1 litre avec I'eau qu'on en retirerait. On fait le vide dans ce ballon et on le pese.

Pour le peser, nous I'attachons sur le plateau d'une balance et nous mettons des poids sur I'autre plateau jusqu'a ce que I'aiguille de la balance soit bien verticale au point marque zero. Nous faisons ensuite rentrer de I'air dans le ballon, en ouvrant le robinet qui le surmonte; nous entendons un leger sifflement. Cest le bruit de I'air qui rentre dans le ballon. Le plateau sur lequel repose le ballon s'indine; le ballon est done plus lourd plein d air que vide. Nous savons done maintenant que I'air est pesant. Les poids qu'il faut ajouter sur I'autre plateau pour retablir I'equilibre, c'est-a-dire pour ramener I'aiguille dans la balance au zero, nous indiquent ce que pesent 5 litres d'air. En divisant par 5, nous avons le poids d'l litre d'air, soit a peu pres 1,3 gramme. -Ilfaudraserappelerque,tandisqu'l litre d'eau pese 1 kilogramme, 1 litre d'air pese 1,3 gramme. Briquet a air -Void un appareilamusant qu'on appelle le briquet a air. On fait entrer dans un tube de verre epais un piston, une tige munie d'un bouchon. Ce piston frotte si juste en glissant dans le tube qu'il ne laisse pas passer I'air.

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On ne peut pas le pousser jusqu'au fond du tube, parce qu'il y a dans le tube de I'air qui resiste quand on le comprime. Si on lache le piston apres I'avoir pousse, il remonte tout seul, souleve par I'air comprime. Si on pousse le piston tres vite, I'air comprime vivement s'echauffe et peut allumer un petit morceau d amadou qui est au fond du tube. Marteau d'eau -Voici un grostube recourbe qui contient une certaine quantite d'eau et point d'air du tout. Si Ton retourne le tube de fac,on a envoyer I'eau d'un cote vers I'autre, I'eau qui ne rencontre pas la resistance de I'air, tombe en une seule masse et cogne le verre avec un bruit sec. C'est a cause de ce bruit qu'on appelle ce tube marteau d'eau. Ampoule de lampe a incandescence - Voici une ampoule de lampe electrique. Y a-t-il de I'air dedans ? Non, parce que le filament de charbon qui doit rester incandescent dans cette ampoule brulerait dans I'air. Mais, il peut y avoir un autre gaz, du gaz d'eclairage par exemple. On va voir. Nous plongeons ['ampoule dans I'eau, la pointe en bas. Nous brisons cette pointe sous I'eau, et I'eau emplit aussitot toute I'ampoule. S'il n'y avait pas eu le vide dans ['ampoule, I'eau n'aurait pas pu la remplir ainsi tout d'un coup.

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Diverses verreries (cristallisoir, fiole a vide). © Musee national del'Education-I.N.R.R- Rouen.

DEUXIEME LEQON

Madame Curie commence par donner aux enfants quelques explications sur la precedente le^on. Chaque enfant fait marcher la trompe a eau; on fait le vide dans un flacon et on apprend a reconnaitre quand le vide estfait au bruit que fait alors la trompe. - On a vu dans la derniere legon que I'air fait de la pression. Void une grosse poire de caoutchouc qui contient de I'air. Elle communique avec un petit ballon de caoutchouc mince qui esten ce moment mou etflasque. Si je veux augmenter la pression dans la grosse poire, quand je comprime I'air qu'elle contient, je vois le petit ballon devenir bien rond et se gonfler, ce qui prouve que la pression a augmente dans ce ballon. L'air de la poire communique avec I'air du ballon par le petit tuyau et la pression ne peut pas augmenter d'un cote sans augmenter en meme temps de I'autre. Dans une chambre ou dans deux chambres qui communiquent, on ne peut pas changer la pression de I'air dans une partie de La piece sans la changer dans les autres parties.

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Pression atmospherique - Cette chambre communique avec le dehors par des portes, pardesfenetres; la pression de lairqu'elle contient est la me me que la pression de I'air exterieur. Cette pression est ce qu'on appelle la pression atmospherique. Qu'est-ce qu'on peut faire pour augmenter la pression de lair dans une poire de caoutchouc ? - La presser, dit un enfant - Oui, mais il y a un autre moyen: c est d'y faire rentrer de lair. II y a des pompes telles que la pompe a bicydette qui servent a envoyer de I'air dans un recipient. Comment gonfle-t-on un pneu de bicydette ? En faisant arriver de I'air dans ce pneu. Par I'arrivee d'une nouvelle quantite d'air, la pression de I'air qui est dans ce caoutchouc devient plus forte, et le pneu se gonfle. Nous allons experimenter avec un baquet d'eau. - Void deux petits ballons de caoutchouc communiquant ensemble. ]e plonge un de ces ballons dans I'eau; je vois I'autre se gonfler. Cela prouve, n'est-ce pas, que la pression a augmente dans lappareil forme par les deux ballons et le tuyau qui les unit. Qu'est-ce qui a presse sur le ballon qui est dans I'eau ?... L'eau evidemment, mais aussi I'air qui presse sur I'eau. Cette derniere pression se transmet a travers I'eau. Quand ce ballon etait a la surface de I'eau, c'etait seulement la pression atmospherique qui le pressait Quand je I'ai enfonce dans I'eau, il a eu a supporter la pression atmospherique et la pression de I'eau. Tant que ce ballon reste au meme niveau dans I'eau, la pression reste la meme dans les deux ballons, mais plus on enfonce

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profondement le ballon immerge, plus la pression augmente dans I'appareiL Vous comprenez bien que I'eau appuie d'autant plus fort sur le ballon qu'il y en a plus audessusdece ballon. Pressions transmises par I'eau - Maintenant que vous avez vu que la pression de lair se transmet nous allons voir si celle de I'eau se transmet aussi. Void un tube; a quelle lettre de lalphabet ressemble-t-il ? - A un U, disenttous les enfants a la fois. - Precisement; aussi on I'appelle un tube en U. Avec ce tube, on va vous montrer que I'eau transmet comme I'air, les pressions qu'il subit. ]e remplis d'eau ce tube et je bouche chaque branche avec un bouchon de caoutchouc. J'enfonce avec la main le bouchon de droite et je vois le bouchon de gauche qui se souleve; si c'est le bouchon de gauche que J'enfonce, c'est le bouchon de droite qui se souleve. Vous voyez comme I'eau transmet bien la pression qu'onluifaitsubir. Chaque enfant refait cette experience et n't de voir invariablement le bouchon de gauche se soulever tandis qubn enfonce celui de droite. - Voici une autre experience qui montre que I'eau transmet fort bien les pressions. ]e prends deux vases dont I'un a une large ouverture et I'autre, deux petites ouvertures pareilles a des goulots de bouteilles. ]e remplis completement d'eau ces deux vases de verres qui communiquent par un tuyau de caoutchouc. Les deux ouvertures pareilles a des goulots de bouteille ont ete fermees par des mem-

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branes de caoutchouc solidement attachees avant de verser I'eau par le vase a large ouventure. Quand tout lappareil est plein d'eau, je ferme ce dernier vase tout a fait rempli par une membrane de caoutchouc bien attachee. J'appuie sur la membrane de caoutchouc qui ferme la grande ouverture. Aussitot nous voyons se gonfler les deux autres membranes. - Appuyez le doigt sur une de ces petites membranes pendant que je presse sur la grande. Vous sentez bien la poussee transmise par I'eau. J'appuie encore plus fort sur la grande membrane; I'eau presse si fort sur les membranes qui couvrent les petites ouvertures de I'autre vase qu'une de ces membranes, celle de cote, commence a se dechirer. Par le trou qui s'est fait dans le caoutchouc s'echappe un petit jet d'eau. -Si j'appuyais encore beaucoup plus fort sur la grande membrane, les petites membranes sauteraient ou se dechireraient completement, et I'eau trop pressee s'echapperait.

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Pression de has en haut - Void un petit appareil qui montre que I'eau presse aussi bien vers le haut que vers le bas. ] ai un tube et un disque tenu en son milieu par une ficelle, J'applique le disque au fond du tube en tirant sur la ficelle passee dans le tube. Si je lache la ficelle, le disque tombe; mais si je plonge I'appareil dans I'eau, le disque presse par leau, reste attache au tube sans qu'on tire sur la ficelle. Si I'eau applique ainsi le disque contre le tube, c'est bien qu'elle presse vers le haut. Tout a I'heure, le petit ballon plonge dans I'eau etait done presse de tous les cotes a la fois par I'eau. Vases communicants - Void un tube en U; il forme avec ses deux branches deux vases qui communiquent ]e verse de I'eau par une des branches du tube; je vois cette eau s'elever au meme niveau dans les deux branches. L'eau qui est dans la partie horizontale du tube en U reste en equilibre, ne bouge plus, parce qu'elle subit a droite et a gauche la meme pression: la pression atmospherique et une meme hauteur d'eau. - Void encore deux vases communicants: deux f lacons pareils, reunis par un tuyau de caoutchouc. Peut-on faire la meme experience ?

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Irene verse de I'eau dans le flacon de gauche et une partie de cette eau sen va dans le flacon de droite. Tout de meme, il y a plus d'eau dans le flacon de gauche. Mais non. Voila que I'eau est venue a la meme hauteur dans les deux flacons. L'eau qui est dans le tuyau de caoutchouc ne bouge plus maintenant, parce qu'elle est p res see egalement a droite et a gauche. La pression qui s'exerce de chaque cote est la pression atmospherique et la pression d'une meme hauteur d'eau. - Void maintenant deux vases communicants qui ne se ressemblent pas du tout. II y en a un qui s'elargit en entonnoiret I'autre qui se retreat tout a fait vers son sommet ]e verse de I'eau dans ces vases qui communiquent Dans lequel des deux va-t-elle monter plus haut ?... Regardez: elle est encore exactement a la meme hauteur dans ces deux vases si differents de forme. -]e prends une large eprouvette et je mets dedans un tube pas trop etroit ouvert a ses deux bouts. J'ai ainsi deux vases communicants assez droles: ils sont I'un dans I'autre. ]e verse de I'eau; elle va encore a la meme hauteur dans les deux vases: dans le tube et dans I'eprouvette.

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- Maintenant, regardons ce qui se passe dans deux vases communicants, lorsqu'on prend deux liquides differents: du mercure et de I'eau par exemple. ]e verse du mercure dans un tube en U ; il va naturellement au meme niveau dans les deux branches. Mais si je verse de I'eau dans la branche de gauche, que va-t-il arriver ? L'eau ne derangera pas beaucoup le mercure ? Un petit peu tout de meme. Le mercure a baisse legerement du cote ou Ton a verse I'eau. - Qu'est-ce qui presse de chaque cote le mercure qui est en equilibre dans la partie horizontale du tube en U ? A droite, c est la pression atmospherique et la colonne de mercure et, a gauche, la pression atmospherique, la colonne d'eauv et une moindre hauteur de mercure. Pour compenser la toute petite hauteur du mercure qui est en moins a gauche, il a fallu cette grande hauteur d'eau. Monsieur le Professeur Langevin mesure la colonne d'eau: elle a 13 centimetres. II mesure ensuite la difference de niveau du mercure dans les deux branches du tube; elle est de 1 centimetre. Cela montre que 13 centimetres d'eau pressent autant que 1 centimetre de mercure, puisque la pression est la meme a droite et a gauche de la partie horizontale du tube.

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Oubli dans la redaction dlsabelle Chavannes (note d'H. L-] et R. L).

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Jet d'eau - Vous allez voir une tres jolie experience qui va beaucoup vous amuser. Madame Curie jette dans de leau une poudre qui est de la fluoresceine. On voit dans cette eau comme des traTnees d'herbes, puistout le liquide prend une belle coloration a la foisverteetjaunatre. - On va faire des vases communicants avec cette belle eau, dit Madame Curie ettous les enfants ouvrent des yeux ravis. Nous versons la solution de fluoresceine dans les vases communicants de formes tres differentes essayes tout a I'heure. Leau montea la meme hauteur dans letube effile et dans I'e'ntonnoir. Madame Curie baisse alors beaucoup le tube effile, et leau, qui veut aller au meme niveau dans ce tube que dans le vase en forme d'entonnoir avec lequelil communique s'echappe par la pointe du tube en un beau jet d'eau vert. Les enfants sont emerveilles. - C'est de cette fa^on que, dans nos cuisines, I'eau arrive par le robinet qu'on ouvre ou qu on ferme a volonte. L'eau est dans le fin tube ou dans un tuyau qui communique avec un reservoir place tres haut, ce tuyau et ce reservoir formant deux vases communicants.

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Hauteur d'eau soulevee par la pression atmospherique -Void un long tube ferme a un bout Ce tube a 2 metres de long a peu pres. ]e le remplis d'eau, puis je le bouche avec le doigt ]e le retourne et je le porte dans un recipient contenant de leau. Sous I'eau, je retire mon pouce; j'ouvre ainsi letube, mais I'eau ne descend pas. Elle reste jusqu'au haut du tube. Qu'est-ce qui soutient I'eau dans ce tube ? Qu'est-ce qui souleve cette colonne d'eau de 2 metres ? C'est la pression atmospherique qui appuie sur I'eau du recipient Dans le tube, il n'y a pas d'air et aucune pression n'est exercee sur I'eau. -]e prends maintenant un tube de 3 metres; je refais la meme experience avec ce tube. ]e vois encore I'eau monter tout a fait en haut du tube. On pourrait prendre un tube de 4 metres de haut, ce serait encore la meme chose. On pourrait prendre un tube de 5 metres, ce serait la meme chose. Si cette salle etait assez haute, nous prendrions un tube de 10 metres de longueur, et nous verrions encore I'eau monter tout en haut, poussee par la pression atmospherique. Mais si nous prenions un tube de 11 metres, I'eau ne monterait pas jusqu'au sommet de ce tube. La pression atmospherique est assez forte pour soulever une colonne d'eau de 10 metres et pas assez forte pour en soulever une de 11 metres.

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Hauteur du mercure souleve par la pression atmospherique - Si la pression atmospherique souleve une colonne d'eau de 10 metres, aura-t-elle la force de soulever une colonne de mercure aussi haute ? - Non, le mercure est beaucoup plus dense que leau; la pression atmospherique ne pourra pas en soulever autant - Nous allons voir. Prenons comme tout a I'heure un tube de 2 metres environ, ferme a une de ses extremites. ]e remplis ce tube de mercure, je le ferme avec le pouce, je le retourne, je le porte dans un recipient contenant du mercure; je retire mon pouce sous le mercure et je regarde ce qui se passe. Le mercure ne reste pas comme leau jusqu'au sommet du tube; il descend plus bas que la moitie de la hauteur du tube. Or, dans le tube meme, rien ne presse sur le mercure souleve, car si Ton penche suffisamment le tube, on voit le mercure le remplir tout entier, ce qui prouve qu'il est vide d'air ou de tout autre gaz. Le mercure souleve dans le tube ne subit done d'autre pression que la pression atmospherique qui pese sur le mercure du recipient. Ce mercure souleve indique done quelle hauteur de mercure la pression atmospherique fait monter dans le tube. -Mesurons cette colonne de mercure: nous trouverons qu'elle a 0,77 metre de hauteur. Cela veut dire qu'aujourd'hui la pression atmospherique peut soulever 77 centimetres de mercure.

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- Vous voyez que la pression atmospherique qui pese sur nous tous a une assez grande force. Sans vous en douter, vous etes tous comprimes; vous avez a peu pres un poids de 1 kilogramme sur chaque centimetre carre de votre corps. Vous etes etonnes de ne pas etre ecrases, mais c'est que vous etes habitues a subir la pression atmospherique et organises pour la supporter. II y a dans notre organisme des liquides et des tissus qui resistent et aussi des gaz qui pressent en sens contraire. Nous faisons une experience qui permet aux enfants de bien se rendre compte de ce qui passe quand on aspire un liquide. Nous prenons un tube de verre ouvert a ses deux bouts et muni a ses ext re mites d'un petit tuyau de caoutchouc par lequelon pourra aspirer. Nous plongeons le tube dans un recipient contenant de I'eau. Le recipient et le tube torment deux vases communicants dans lesquels I'eau est a la meme hauteur. - Aspirons de I'eau par le petit tuyau de caoutchouc; elle monte dans le tube. Pourquoi ? Nous avons bien toujours deux vases communicants ; qu'y a-t-il done de change ?... Quand on aspire, on retire de I'air et il y a maintenant dans le tube moins d'air que tout a I'heure. La pression dans le tube n'est done plus la pression atmospherique ; ce qui pousse du dedans est moins fort que ce qui pousse du dehors, et I'eau monte. - Si le tube plongeait dans du mercure pourrait-on aspirer dumercure? - Oui, mais ce ne serait pas tres facile. On I'eleverait 13 fois moins haut que I'eau en aspirant avec la meme force.

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Chaque enfant remplit sous I'eau une eprouvette, puis la redresse sans la soulever completement, et voit que I'eau, soutenue par la pression atmospherique, reste dans I'eprouvette au lieu de retomber dans le recipient.

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Pompe aspirante etfoulante (vers 1880). © Musee national de t'Education-I.N.R.R- Rouen.

TROISIEME LEQON

Madame Curie interroge les enfants sur le barometre et leur en fait fabriquer un. Elle met du mercure dans un tube, le ferme avec le pouce, le retourne. Nous voyons qu'il est entre dans le mercure un peu d'air. II y a une grosse bulle que Madame Curie promene et qui ramasse les petites. Elle la fait couler avec un peu de mercure, porte le tube sur une cuve de mercure et retire le pouce qui le maintenaitdans letube. Le mercure descend dans letube. Nous mesuronsavecun metre a quelle hauteur il est arrete dans le tube. Nous trouvons aujourd'hui 75 centimetres. - Qu'est-ce qui soutient le mercure dans le tube ? -C'est la pression atmospherique. - Quand il y a de I'air enferme dans le tube, qu'est-ce qui est plus fort; la pression de cet air ou la pression atmospherique ? Aline Perrin explique que c'est la pression atmospherique, puisqu'elle est aussi forte que la pression de cet air plus la colon ne de mercure sou levee. - Ne pourrait-on pas augmenter la pression de I'air enferme dans ce tube? -Si.enlecomprimant.

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On comprime cet air en enfongant le tube: la colonne de mercure est devenue plus courte, parce que lair qui est au-dessus presse davantage. - Void la colonne de mercure descendue au meme niveau dans le tube que dans I'eprouvette. Cela signifie que la pression de Tair enferme dans le tube est aussi forte que la pression atmospherique. Pour que cette pression fut plus forte que la pression atmospherique, ilfaudrait enfoncer le tubeassez pour que le niveau du mercure qu'ilcontientfut au-dessous du niveau du mercure dans la cuvette.

-Void un tube a 2 branches. ]e verse du mercure dans ce tube. II va a la meme hauteur dans les deux branches. Des deux cotes, c est la pression atmospherique qui pese sur le mercure. Si d'un cote je souffle et si je bouche vite du cote ou j'ai souffle, le mercure baisse un peu de ce cote-la, car j'ai envoye de Tair en soufflant et la pression est devenue plus forte que de I'autre cote ou pese seulement la pression atmospherique. Aspirons au lieu de souffler. De quelcote va monter le mercure ? - Du cote ou Ton aspire. - En effet, en aspirant on retire de lair et la pression de celui q ui reste est moins forte.

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Hemispheres de Magdebourg -Void une experience tres amusante. Void une sphere en cuivre qui s'ouvre en deux hemispheres. C'est comme une boTte qui ferme exactement Vous voyez que vous I'ouvrez fadlement Par le robinet qui est a un des hemispheres, je retire tout lair qui est dans la boTte avec une trompe a eau. Essayez maintenantde separez les hemispheres. Tous reunis, vous n'y pouvez arriver, tant lair du dehors presse fort sur les hemispheres. ]e tourne le robinet et je fais rentrer de I'air: les hemispheres se separent alors sans effort Distribution d'eau dans nos maisons - Void un grand reservoir d'eau. Ce reservoir communique par un tube avec un vase. Si le vase est plus eleve que le reservoir, il ne se passe rien ; s'il est moins eleve, par lextremite du tube s'echappe un jet d'eau qui s'ecoule dans le vase. Cest ainsi que I'eau arrive dans nos maisons. Elle est amenee par un tuyau qui vient dim reservoir place plus haut que nos maisons. Pour un appartementau 6e etagej'lfaut que I'eau vienne d'un reservoir plus haut que le 6e etage de la maison. A Fontenay-aux-Roses, Jean Langevin regoit I'eau d'un reservoir place en haut de la cote de Robinson. Irene et Aline, boulevard Kellermann, rec,oivent I'eau d'un grand reservoir situe pres du pare Montsouris. -Qu'est-ce qui amene I'eau dans le grand reservoir? Elle peut venir, par un tuyau, de sources jaillissant dans les montagnes; mais si on la prend dans un fleuve plus bas que le reservoir, il faut I'amener par des pompes (les tuyaux qui conduisent I'eau sonten plomb).

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Pompe aspirante et foulante

- Une pompe se compose d'un cylindre (corps de pompe), d'un piston qui glisse dans ce corps de pompe, d'un tuyau d'aspiration et d'un tuyau de refoulement. Le tuyau d'aspiration va chercher I'eau dans un puits par exemple. On souleve le piston, le vide se fait; I'eau poussee par la pression atmospherique monte dans le tuyau d'aspiration et souleve une soupape, une sorte de bille, puis monte dans le corps a pompe. Le piston, en redescendant, pousse I'eau qui appuie sur la soupape du tuyau d'aspiration et la ferme. Alors I'eau est obligee de passer dans le tuyau de refoulement ; elle pousse une soupape et arrive dans le reservoir. Pour pomper de I'eau il faut faire un certain travail: soulever et abaisser le piston.

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Siphon - Vous allez voir un moyen tres commode pour faire passer de leau d'un vase dans un autre. ]e prends un tube coude dont les deux branches sont d'inegates Longueurs. ]e verse de I'eau dans les deux branches de ce tube. Quand on a bien rempli ces deux branches on dit que le siphon est amorce. ]e tiens ces branches fermees, tout en retournant le siphon. ]e porte la branche la plus courte dans le siphon dont je veux transvaser leau et la branche la plus longue au-dessus de I'autre recipient. L'eau contenue dans la longue branche du siphon s'ecoule. Un vide se fait et la pression atmospherique fait monter dans la petite branche I'eau du recipient dans lequel elle est plongee. Toute I'eau de ce vase s'ecoule ainsi par le siphon et passe dans I'autre recipient. Chaque enfant siphonne de I'eau d'un vase dans un autre. Principe d'Archimede - Void trois eprouvettes dans lesquelles vous voyez un ceuf. L'eprouvette A contient de I'eau; I'ceuf, plus dense que leau, va au fond. Dans I'eprouvette B, il y a de I'eau un peu salee qui est juste aussi dense qu'un ceuf: I'ceuf reste en suspension dans cette eau. Dans I'eprouvette C, il y a de I'eau plus salee; I'ceuf flotte sur cette eau, parce qu'il est moins dense qu'elle.

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- Si un ceuf peut fletter sur I'eau salee, c'est que, dans I'eau salee, il perd de son poids. Certains de vous savent nager. Dans I'eau, on peut se soutenir et pas dans lair; c'est Mesure de la perte de poids d'un objet plonge dans i'eau.

que dans I'eau, on perd une partie de son poids. Void deux cylindres de cuivre, I'un creux, I'autre plein. Le plein entre exactement dans le creux; done ils ont meme volume. Nous prenons une balance. Sous un des plateaux, nous suspendons les deux cylindres. Nous mettons de la grenaille de plomb sur I'autre plateau jusqu'a ce que ' I'equilibre soit etabli. - Nous allons voir ce qui arrive si le cylindre plein plonge dans I'eau. Le plateau portant la grenaille de plomb s'abaisse. Madame Curie fait repeter a tous les enfants: - Quand un corps plonge dans I'eau, il se comporte comme s'il pesait moins que dans lair. - Leau pousse d'en haut et d'en bas, mais d'en bas elle pousse plus fort, et elle souleve le corps. - Nous allons voir de combien le cylindre plonge dans I'eau pese moins que dans I'air. Remplissons d'eau le cylindre creux qui est au-dessus. Voila I'equilibre retabli. - Done le cylindre pesait moins, plonge dans I'eau de la valeur d'un cylindre qui serait fait en eau. Quand Irene est tout entiere plongee dans I'eau, son poids est diminue du poids d'une Irene qui serait faite en eau.

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- Nous allons faire encore quelque chose de tres gentiL Void un vase qu'on appelle vase a trop plein. Nous plac.ons sous le plateau de la balance le cylindre creux et, au-dessus de ce plateau, une petite coupe en verre. Nous remplissons d'eau le vase jusqu'au tube d'ecoulement. Nous faisons plonger le cylindre plein et nous recueillons dans la petite coupe pesee I'eau que deplace le cylindre, eau qui s'ecoule par le trop plein du vase. Nous mettons cette coupe et cette eau sur le plateau de la balance; I'equilibre est retabli. La perte de poids du cylindre etait done bien le poids du volume d eau qu'il deplac.ait.

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Cette page est laissée intentionnellement en blanc.

Balance de Roberval en fonte, fer et laiton (vers 1880). © Musee national de 1'Education-I.N.R.R- Rouen.

QUATRIEME LEQON

- Une balance se compose de divers morceaux. Void le fleau. C'est cette piece longue; ce qui est allonge, ce sont les bras. Void le couteau. Madame Curie fait toucher aux enfants larete vive. - Le fleau repose sur le support par le couteau. Le couteau sert a poser le fleau pour qu'il puisse se balancer. Au bout de chaque bras du fleau, on accroche des plateaux. II y a divers precedes de suspension des plateaux. Void une balance de cuisine. A cette balance, les plateaux sont accroches aux bras du fleau par de simples crochets. Void une autre balance. Id a lextremite de chaque bras du fleau est un couteau au-dessus duquel on pose une piece creuse portant les plateaux. Cette balance a un arret; c'est cette espece de de qui permet d'immobiliser les plateaux quand on ne sen sert pas. Les balances qui ont des arrets sonttres sensibles. Tous les enfants demontent et remontent une balance: les grands, la balance a trois couteaux et les petits, la balance de cuisine. - Laiguille sert a indiquer la position du fleau. Le fleau ne peut pas bouger sans que I'aiguille ne bouge. Quand les

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^^0,, page suivante.

Vojr

poids places dans les deux plateaux sont pareils, tout se passe com me s'il n'y avait rien sur les plateaux. La position des poids dans le plateau de la balance ne change pas I'equilibre. On dit que la balance est en equilibre quand les poids places dans les plateaux sont les memes. II faut toujours que ce qui est pose sur les couteaux tire verticalement. Nous allons maintenant peser quelque chose. Irene et Jean vont peser de la limaille de cuivre dans une coupe lie. (Quand une balance a un arret, on ne la charge pas sans I'avoirarretee.) Jean doit surveiller la pesee d'Irene; il est responsable de cette limaille de cuivre. - Francis va peser des copeaux de cuivre. On met ces copeaux sur un plateau. Que fait-il ?

-II descend. - II faut mettre des poids sur I'autre plateau pour le faire descendre a son tour. Pour peser, on se sert des poids qui sont dans la boite de poids. On cherche d'abord un poids trop fort, puis on essaie le suivant et ainsi de suite. II ne faut rien peser brusquement sur une balance. Quand les poids mis sont trop forts, on en enleve: quand il n'y en a pas assez, on en ajoute. Francis trouve que les copeaux de cuivre pesent 26grammes. Irene a trouve que la coupelle vide pesait 39,5 grammes, et Jean a trouve que la coupelle avec la limaille de cuivre pesait 126 grammes. La limaille de cuivre pese done: 126 grammes - 39,5 grammes = 86,5 grammes.

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Marie Curie verifie une mesure par un raisonnement.

Aline et Marguerite pesent une petite bouteille vide d'abord, pleine d'eau ensuite. La bouteille pese 14,7 grammes. Pleine d'eau, elle pese 64,5 grammes. Le poids d'eau qu'ellecontientestde: 64,5 grammes - 14,7 grammes = 49,8 grammes. - Verifions cette derniere mesure. Un litre d'eau pese 1 kilogramme ou 1000 grammes. Un litre c'estcombien de centimetre cubes ? - Mille centimetres cubes. - Un centimetre cube d'eau pese done 1 gramme. ]e sais que cette petite bouteille contient 50 centimetres cubes; il fallait done trouver que I'eau qu'elle contenait pesait 50 grammes. Les petites filles ont trouve 49,8 grammes. C'est tres bien. Elles ont bien pese. - ]e prends la balance de cuisine ; je lui enleve ses plateaux. ]e suspends a chaque crochet du fleau un poids de 1 kilogramme. Le fleau est en equilibre. Vous voyez que I'essentiel de la balance, c'est le fleau. Est-ce done qu'on pour rait se passer des plateaux ? Oui, mais Us sont une commodite pour peser. Quand les bras sont egaux et que les poids sont egaux, le fleau est en equilibre. -]e vais changer la longueur d'un des bras du fleau en pendant le poids plus pres du couteau. C'est du cote ou le bras est plus long que le poids penche. Que dois-je faire pour retablir I'equilibre ? Mettre de ce cote un poids moins lourd. Est-ce qu'il vous est arrive de vous balancer aux deux bouts d'une planche ?

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Quand le petit camarade avec qui vous vous balancez est plus Ieger que vous, vous savez qu'il ne faut pas que la planche appuie en son milieu. L'enfant le plus lourd doit etre le plus pres, et I'enfant le plus Ieger le plus loin. Paul mesure le milieu d'un des bras du fleau et on y suspend un poids de 1 kilogramme. Pour que le fleau soit en equilibre, ilfaut suspendre a Textremite de I'autre bras un poids de 500 grammes. Quand un fleau a brasineqauxest en equilibre, le bras qui est deux fois plus long porte un poids deux fois plus petit.

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Cette page est laissée intentionnellement en blanc.

Echantillon de materiaux (vers 1890). © Musee national de ['Education-I.N.R.R- Rouen.

CINQUIEME LEQON

- Tout ce qu'on touche est de la matiere. Void des cubes. Un cube est un corps qui a 6 faces. Chaque face est un carre. Tous les carres sont pareils dans un cube. Frands va mesurer combien le cote de chaque face de ces cubes a de centimetres. Frands trouve 4 centimetres. - Nous avons 3 cubes et chacun a 4 centimetres de cote. Ces cubes sont done pareils tous les trois, mais il y en a un en plomb, un en fer et un en bois. Quoique ayant la meme forme, ces cubes n'ont pas le meme poids. Ils ne sont pas, par consequent, faits avec la meme matiere. Ils n'ont pas, d'ailleurs la meme couleur: deux sont en metal et lautre en bois. Sur ceux qui sont en metal, il y en a un qu'on peut rayer avec I'ongle, et I'autre pas, ce qui signifie que I'un est moins dur que I'autre. - Void maintenant trois baguettes qui ontaussi meme forme; ily en a une en fer, une en laiton (melange de cuivre et de zinc), et une en aluminium. Rien qu'en pesant dans vos mains ces baguettes, vous me diriez quelle est la plus lourde et quelle est la plus legere ; mais vous le saurez encore mieux en vous servant de la balance. 81

Franc's, Pierre et Andre pesent les baguettes. Us trouvent: Baguette de laiton . Baguette de........... Baguette d'aluminium

94 grammes 34 grammes

Le laiton est done plus dense que le fer et le fer plus dense que I'aluminium. - Revenons aux cubes qu'Irene, Aline et Marguerite vont peser. - Cest le plomb le plus lourd, dit Jean Langevin. -II nefaut pas dire le plus lourd mais le plus dense. Si je mets un cube de plomb et un cube de bois, tous deux de 4 centimetres de cote, sur les plateaux d'une balance, je trouve que le plomb est plus lourd que le bois; mais si je mets sur les plateaux de la balance un grain de plomb et le cube de bois, qu'est-ce qui va peser le plus ? - Le bois. - Pour comparer le poids des corps, ilfaut considerer le meme volume de ces corps. Chaque fois que nous voudrons savoir quelle est la matiere la plus dense, nous comparerons des morceaux pareils. Si, avec le meme volume, le plomb est plus lourd que le bois, on dit que le plomb est plus dense que le bois. Aline, Irene et Marguerite pesent les cubes et trouvent: Cube de plomb , ........ , 720,5 grammes Cube de fer................. ,.......... 497,5 grammes Cube de buis1 62,3 grammes 1

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Pour la pesee, la nature du bois est precisee (note d'H. L-] et R. L).

- Comment faire avec les liquides pour savoir quel est le plus dense ? On ne peut pas faire des cubes de liquide. On se sert d'une bouteille. Paul et Jean pesent une bouteille vide d'abord ; elle pese 33 grammes. Puis, pleine d'eau, elle pese 204 grammes. Le poids d'eau qu'elle contient s'obtient en soustrayant du poids de la bouteille pleine d'eau le poids de la bouteille vide: 204-33 = 171 II y a 171 grammes d'eau. - ]e prends la meme bouteille et je pese dedans de I'huile ; je trouve 162 grammes. Le poids d'huile que contient cette bouteille est: 162 grammes - 33 grammes = 129 grammes. L'eau qui tenait la place de cette huile dans la bouteille pesait 171 grammes. ]e vois que leau est plus dense que I'huile. - Francis va peser un flacon plus petit et il le pesera plein d'eau, plein de mercure, et plein d'huile, pour voir quels sont les plus denses de ces liquides. Francis pese le flacon vide ; il trouve 14 grammes. II le pese plein de mercure et trouve un poids de 729 grammes. Le poids de mercure contenu dans le flacon est done: 729 grammes - 14 grammes = 715 grammes. La bouteille pleine d'eau pese 67 grammes ; elle contient done un poids d'eau egal a: 67 grammes - 14 grammes = 53 grammes.

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La bouteille pleine d'huile pese 62 grammes ; elle contient done un poids d'huile de: 62 grammes - 14 grammes = 48 grammes. Nous voyons que, dans un meme volume, le volume de ce petit flacon, le mercure est plus dense que I'eau et I'eau, plus dense que I'huile.

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Echantillon de materiaux (vers 1890). © Musee national de ['Education-I.N.R.R-Rouen.

SIXIEME LEQON

- Comme 1 centimetre cube d'eau pese 1 gramme, nous disons que 1 est la densite de I'eau. Nous avons vu que 64 centimetres cubes de plomb pesaient 720 grammes ; 1 centimetre cube de plomb pese le poids de 64 centimetres cubes divise en 64 parties ou: 720 grammes : 64 = 11 grammes. Nous dirons que 11 est la densite du plomb. Nous avons trouve que 64 centimetres cubes de fer pesaient 497,5 grammes; 1 centimetre cube de fer pese: 497,5 grammes : 64 = 7,8 grammes. 7,8 est la densite du fer. - Nous avons pese un cube de bois de 64 centimetres cubes et nous avons trouve qu'il pesait 62,3 grammes, done 1 centimetre cube de buis pese: 62,3 grammes : 64 = 0,97 gramme. Nous dirons que la densite du buis est 0,97. - Pour un cube nous avons pu calculer son volume connaissant la longueur de son cote ; mais void un morceau de soufre de forme tout a fait irreguliere. II est impossible de calculer son volume. Eh bien, il y a des gens

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matins qui ont trouve tout de meme le moyen de savoir combien il avait de centimetres cubes. On va le savoir en se servant d'un vase a trap plein. Voici notre vase a trop plein. On le remplit d'eau jusqu'au trop plein, puis on plonge completement le morceau de soufre dans I'eau de ce vase. On recueille soigneusement dans une eprouvette graduee I'eau qui s'ecoule par le trop plein quand on plonge le soufre. Le nombre de centimetres cubes d'eau chasses par le soufre indique le volume du soufre. Nous recueillons 83 centimetres cubes. Maintenant pour avoir la densite, il suffit de le peser et de diviser le poids trouve par 83. Nous pesons et trouvons 164,5 grammes, done une densite:

164,5:83 = 1,98. - Voici un poids de 500 grammes en laiton ; je veux savoir son volume. ]e vais le noyer dans le vase a trop plein. ]e ['attache avec une ficelle pour le tenir, mais je choisis la ficelle assez mince pour que le volume d'eau qu'elle deplace soit negligeable. II sort par le trop plein 63 centimetres cubes d'eau. Done mon poids de 500 grammes a un volume de 63 centimetres cubes. Sa densite est:

500:63 = 7,9. - Voici un gros bouchon de liege. ]e le pese: il pese 10,06 grammes. ]e veux le plonger dans I'eau, mais il remonte a la surface; sa densite estinferieure a 1, puisqu'il ne se noie pas. ]e lui enfonce en son milieu un fil de fer grace auquel je le maintiens noye. II deplace 72 centimetres cubes d'eau; done sa densite est:

10,06:72 = 0,14. 88

Sixieme lepon

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- Void un paquet de petits batons de bois blanc. La densite de ce bois est inferieure a 1, puisque ce paquet de bois remonte a la surface de I'eau. ]e le maintiens noye, et, par le trop plein, il s'ecoule 115 centimetres cubes d'eau. Le bois pese 48,27 grammes, sa densite est:

48,27: 115 = 0,42. Resumons en un tableau ce que nous avons fait : Matieres centimetres cubes Soufre 83 Laiton 63 Bouchon de liege 72 Bois blanc 115

grammes 164,5 500 10,06 48,27

Densite 1,98 7,9 0,13 0,49

-II est facile, ainsi que nous lavons vu, de connattre le volume d'une bouteille, en la pesant vide et pleine d'eau. On a le volume cherche en retranchant le premier poids du second. Autant de grammes d'eau contient la bouteille pleine, autant de centimetres cubes elle a. Chercher le volume d'eau que peut contenir une bouteille, cela s'appelle jaugerune bouteille. Un litre contient 1000 grammes ou 1000 centimetres cubes d'eau.

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Cristallisoir flottant dans une cuve pleine d'eau. ©EricSault

SEPTIEME LEQON

-II y a des corps qui flottent et des corps qui se noient Pour qu'un corps flotte, il faut qu'il soit moins dense que I'eau. Qu'est-ce qui arrive si I'on met du verre dans I'eau ? II se noie. Cependant, si nous y mettons ce cristallisoir, il n'est pas noye. C'est a cause de sa forme. II faut, pour qu'un corps se noie, qu'il soit tout d'une masse, qu'il n'y ait pas des creux dedans. L'huile jetee dans I'eau remonte a la surface. II en est de meme du petrole qui est moins dense que I'eau. - Void de I'eau sucree. Croyez-vous qu'elle soit plus ou moins dense que I'eau simple ? - Elle est plus dense, comme nous allons le voir. Avec une pipette, je verse tres doucement de I'eau ordinaire sur cette eau sucree. On voit une couche d'eau ordinaire sur I'eau sucree. J'agite: I'eau et I'eau sucree se melangent Quand les liquides peuvent se melanger, il ne reste pas de couche de separation.

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-]e peux egalement verser avec une pipette du vin sur de leau. Le vin, qui est moins dense que I'eau, reste a la surface. Mais comme ces liquides peuvent se melanger, its se melangent peu a peu. Principe d'Archimede Nous avons deja vu que dans I'eau les corps etaient souleves de bas en haut et que cette poussee etait egale au poids d'un corps de meme volume qui serait fait en eau. (C'etait 1'experience des cylindres plein et creux suspendus sous le plateau d'une balance.) Dans I'eau, les gens ne pesent presque rien, parce que la densite du corps humain esttres voisine de celle de I'eau. La perte de poids est done a peu pres egale au poids du corps. - ]e mets sur le plateau d'une balance, reprend Madame Curie, un vase qui contient de I'eau, et j'equilibre la balance, jefais plongerdans I'eau du vase un morceau de soufre suspendu a un support rigide. L'equilibre est rompu. Le vase est plus lourd uniquement parce que le soufre plonge dedans. Le vase a gagne en poids ce que peserait ce morceau de soufre s'il etait en eau.

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Septieme legon

- J'equilibre maintenant la balance avec, sur un plateau, un vase a trop plein rempli jusqu'au trop plein. )e recueille I'eau que fait sortir le morceau de soufre en plongeant entierement dans I'eau. Le vase cette fois naugmente pas de poids parce qu'il est sorti un volume d'eau eg a I au volume du soufre.

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Cette page est laissée intentionnellement en blanc.

Coquille de noix. ©EricSault

HUITIEME LEQON

- Un corps plonge dans leau devient plus leger de ce que peserait un corps de meme volume fait en eau. On peut se servir de ce resultat pour mesurer le volume d'un corps. On accroche le corps a I'un des plateaux d'une balance, on equilibre la balance, on plonge le corps dans leau, et on voit combien il faut ajouter de grammes pour retablir I'equilibre. Autant de grammes il faut ajouter, autant de centimetres cubes a le corps. / - ]e voudrais maintenant vous expliquer comment se com portent les bateaux. Vous savez qu'il y a des corps qui peuvent f letter. Quand un objet est plein et qu'il n'a pas de creux, il faut, pour qu'il flotte qu'il soit moins dense que I'eau. II y a des corps qui nagent tres bien. Un corps de forme elevee, de grande hauteur et de petite section ne peut pas f letter, parce qu'il n'a pas d'equilibre stable; mais on peut le lester, le charger en bas. On charge les bateaux dans le bas, pour assurer leur stabilite, pour qu'ils ne basculent pas. Nous appellerons flotteur tout corps qui peut nager. Quelle est la condition pour qu'un corps puisse nager ? Nous allons la chercher.

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- les flotteurs perdent de poids ce que peserait la partie qui plonge faite en eau. (La partie immergee s'appelle la carene.) Pesons nos flotteurs et puis voyons ce qu'Hs deplacent d'eau quand Us flottent, en les faisant f letter dans un vase a trop plein et en recueillant dans une eprouvette graduee I'eau qui sort. Flotteurde liege Poids Eau deplacee

62 grammes 62 cm3 a peu pres

Flotteur en verre et sable Poids Eau deplacee

115 grammes 115 cm3 a peu pres

Un flotteur, pour flotter, doit done deplacer autant de centimetres cubes d'eau qu'il pese de grammes. En d'autres termes: Pour qu'un corps flotte, il doit deplacer un poids d'eau egalausien. Quand le corps flotte sur du mercure, il faut aussi qu'il deplace un poids de mercure egal au sien. Done, dans le mercure, bien plus dense que I'eau, un corps s'enfoncera beaucoup moins que dans I'eau. Pour deplacer un poids de mercure egal au sien, il s'enfoncera a peu pres 13 fois moins que dans I'eau.

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QEuf en suspension dans de I'eau salee. ©EricSault

NEUVIEME LEQON

- Aujourd'hui on verra quels sont les enfants adroits. Madame Curie fait peser a tous les enfants des flotteurs et des cristallisoirs vides. - Vous verrez qu'un flotteur dans I'eau salee s'enfonce moins que dans I'eau ordinaire. Le flotteur deplace toujours autantde grammes que son poids, mais pourfaire le meme poids, il faut moins de centimetres cubes d'eau salee que d'eau ordinaire. - Voici des vases a trop plein qui contiennent de I'eau salee jusqu'au trop plein. Nous allons faire flotter nos flotteurs et nos bateaux et nous recueiHerons dans des cristallisoirs dont nous connaissons le poids I'eau salee que feront sortir nos flotteurs. -Voici un flotteur que Franc's et Paul ont pese; il pese 89,5 grammes. Nous recueillons I'eau salee qu'il deplace dans un cristallisoir que ]ean et Marguerite ont pese et qui pese 275 grammes. L'eau salee deplacee pese avec ce cristallisoir 364 grammes. Done le poids d'eau salee est 364 grammes moins le poids du cristallisoir vide, ou:

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364 grammes - 275 grammes = 89 grammes. Vous voyez que, bien que nous n'ayons pas opere avec toutes les precautions necessaires pour un resultat rigoureux, nous retrouvons a peu pres le poids du flotteur. II a deplace un poids d'eau salee egal a son poids. - Void un autre flotteur qu'Irene et Aline ont pese : c'est un petit ballon plein de sable. On a trouve qu'il pesait 127 grammes. Nous recueillons I'eau qu'il deplace en flottant, dans un cristallisoir qu'Andre a pese vide et qui pesait 300 grammes. ]ean pese le cristallisoir avec I'eau salee et trouve qu'il pese 427 grammes. L'eau deplacee pese done: 427 grammes - 300 grammes = 127 grammes. Nous avons tres bien fait nos pesees cette fois, et nous trouvons exactement pour le poids d'eau salee deplacee le poids de notre flotteur. - Nous savons que dans I'eau claire les ceufs vont au fond. Void des ceufs qui sont dans I'eau salee, ils flottent parce qu'ils sont moins denses que cette eau. Vous allez tous ajouter de I'eau claire a I'eau salee jusqu'a ce qu'elle soit juste aussi dense que les ceufs. Vous vous en apercevez a ce fait que les ceufs resteront alors en suspension dans I'eau.

104

Neuvieme legon

105

Chaque enfant reussittres bien ['experience. - Nous aliens faire maintenant une tres jolie experience. Voici deux verres. Dans Tun, il y a de I'eau et de I'huile: I'huile f lotte parce qu'elle est moins dense que I'eau. Dans lautre, il y a de I'huile et de I'alcool; I'huile est au fond parce qu'elle est plus dense que I'alcool. Puisque I'huile nage sur I'eau et qu'elle se noie dans I'alcool, on peut faire un melange d'eau et d'alcool, tel que I'huile ne se noie ni ne flotte. Vous verrez que I'huile prendra alors la forme d'une boule et que ce sera tres joli. II faut tatonner. Si I'huile monte, c'est que nous avons mis trap d'eau dans notre melange ; si elle se noie et va vers le fond du vase, c'est que nous avons mis trap d'alcooL Chaque enfant arrive a former une belle boule jaune or qui se tient suspendue au milieu du liquide. Tous les enfants sont ravis.

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Barometre. ©EricSault

DIXIEME LEQON

Une eprouvette pleine d'eau dont Ibuverture, dirigee vers le bas, trempe dans une cuvette pleine d'eau, reste pleine jusqu en haut parce que la pression atmospherique agit sur I'eau de la cuvette et empeche celle de I'eprouvette de descend re. - Pourvoir si la pression atmospherique esttres forte, nous allons faire I'experience suivante. Nous prenons un ,, ^ , f.. , vase en verre qui ressemble a un pot de confiture. n Dans le bas,ily a un conduit en verre avec un robinet. Surce bocal, il y a une vessie bien tendue et fortement attachee. Nous faisons le vide dans ce vase et nous voyons la vessie se creuser puis eclater avec une tres forte detonation.

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voir les dessins derrj^re cette page

d'lsabelle Chavannes

-Void une seringue: elle sert a aspirer un liquide. C'est un tube en verre avec un bout tres effile. Dans ce tube passe un piston en caoutchouc qui ne laisse pas passer lair. Nous allons essayerd'aspirer de leau: nous descendons le piston et nous mettons la pointe de la seringue dans leau. Nous remontons le piston, et I'eau monte, car nous repoussons lair par en haut, done nous faisons le vide. Sous le piston, il y a une petite bulle d'air. Pour nous en debarrasser, nous couchons la seringue dans I'eau et nous repoussons I'eau qui est dans la seringue, la bulle d'air est repoussee par I'eau et s'en va. En remontant le piston, nous avons la seringue tout a fait pleine d'eau. - Voila un instrument qui ressemble a la seringue : c'est un compte-gouttes. C'est un petit tube en verre surmonte d'un tuyau en caoutchouc ferme en haut. Si je presse le caoutchouc lair sort du tube. ]e mets la pointe dans I'eau et, des que je relache le caoutchouc, leau monte.

no

Dixieme leqon

in

Lorsque Le mercure monte dans un tube plus haut que le m'veau de la cuvette pleine de mercure, c'est que la pression atmospherique est plus forte que La pression de lair qui est dans ie tube. Ce qu'il faut retenir

Lorsque ie mercure descend dans ie tube plus bas que le m'veau du mercure de la cuvette, c'est que la pression atmospherique est moins forte que La pression de l'air contenu dans Le tube. Lorsque Le m'veau du mercure du tube et celui du mercure de La cuvette sont egaux, c'est que la pression atmospherique est eg ale a la pression de lair qui est dans Letube. - Si Ton fait le vide dans un tube qui plonge par son extremite ouverte dans la cuve a mercure, le mercure monte jusqu'a 75 centimetres environ. C'est le principe du barometre. Voila une espece de barometre: c'est un long tube recourbe a sa partie inferieure. Un des cotes estferme et il y a le vide ; I'autre est ouvert et il entre par le cote ouvert de I'air. On peut ainsi mesurer la pression atmospherique. La hauteur du mercure dans un tube depend de la pression de I'air contenu dans le tube. En faisant le vide plus ou moins, nous pouvons faire monter le mercure a differentes hauteurs. Quand la pression est la meme dans deux eprouvettes de differents diametres, le mercure monte a la meme hauteur dans les deux eprouvettes. Madame Curie nous fait faire un barometre. ]e prends un tube de 1 metre de long et de tres petit diametre, je le

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Dixieme lecon

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remplis doucement de mercure avec un entonnoir en verre. Cependant il reste un peu d'air. ]e bouche le tube avec mon doigt et je promene cette bulle d'air dans Le tube pour qu'elle entraTne les autres. Ensuite je remplis le tube completement de mercure. Cest tres difficile de ne pas perdre de mercure. Ensuite, je bouche le tube avec mon doigt je le retourne dans cette cuvette pleine de mercure et je le debouche sous le mercure. Le mercure descend et s'arrete a 75 centimetres de haul

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Dixieme leqon

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Classeur de notes dlsabelle Chavannes. © E. Sault

Postface

UNE EXPERIENCE UNIQUE

ES ENFANTS Hadamard, Langevin, Perrin et Curie ont vecu, avec ces lemons de physique, une experience unique. Unique, bien evidemment, quant a la personnalite exceptionnelle de I'enseignant, Marie Curie, deja prix Nobel. Mais unique, egalement, dans la mesure ou I'offre scolaire de ce debut de siecle ne permettait a aucun enfant de cet age de beneficier d'un tel enseignement en physique. L'instruction publique est alors divisee en deux ordres, non pas successifs comme aujourd'hui, mais paralleles: I'ordre primaire, avec les ecoles elementaires qui represented toute I'ecole pour rimmense majorite des enfants des classes populaires scolarises jusqu'a 13 ans, et I'ordre secondaire qui scolarise, des avant la sixieme et jusqu'a la terminale, les jeunes enfants des elites sociales du pays. Ces enfants d'universitaires parisiens font ainsi partie des 4 a 5 % de leur classe d'age qui ont alors acces a ce secondaire, enseignement payant qui conduit au baccalaureat, du moins pour les gar^ons. Ce n'est que dans les annees 1920 que I'enseignementfeminin aura I'honneur d'etre sanctionne par un tel examen1. Au moment de ces lemons de Marie Curie, I'enseignement secondaire masculin est en pleine transformation a la suite de

117

la reforme de 1902. Celle-ci vient d'instaurer une filiere moderne, des la sixieme, au cote de la filiere dassique et a egalite avec elle, et renforce la place des sciences tout au long des differents cursus. Cette place des sciences dans la formation generate des elites est alors une question en debat dans la societe franchise et provoque depuis des decennies une succession de reformes2. Au debut des annees 1880, Jules Ferry avait supprime I'etude du latin dans les « petites classes » des lycees au profit de I'enseignement des premiers elements de sciences experimentales et avait instaure un enseignement de physique « essentiellement descriptif» des la classe de sixieme. Mais cette intrusion des sciences dans la formation dassique des elites ne dura pas. Une reforme du secondaire dassique suivit, qui proposa un enseignement de sciences naturelles dans les classes de sixieme et cinquieme mais repoussa tout autre enseignement scientifique jusqu'a la classe terminate, denommee alors « classe de philosophic ». Les eleves y rec,oivent leurs premieres lemons de physique, cours dictes, theoriques et magistraux. Ce sont les eleves du secondaire moderne, moins prestigieux, qui ont alors droit aux sciences, sciences naturelles en sixieme et cinquieme, auxquelles s'ajoutent, des la classe de troisieme, les sciences physiques. Entres au lycee apres la reforme de 1902, nos jeunes amis nauraient pas pour autant eu droit vu leur age, a des lecons de physique. S'ils s'etaient trouves dans la voie dassique, celle qui permettait I'acces aux grandes ecoles, y compris scientifiques, ils n'auraient pas eu de cours de physique jusqu'a la seconde; mais la, ils auraient pu beneficier d'une grande novation, les travaux pratiques d'eleves instaures par la reforme de 1902 qui insiste sur le caractere inductif et experimental que doit revetir tout enseignement scientifique. Si, par contre, ils s'etaient trouves dans la voie moderne, c'est en quatrieme qu'ils auraient benefice de deux heures de cours de physique,

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un cours qui, disent les instructions de 1902, doit«rester tres elementaire et d'un caractere pratique » et«toujours fonde sur des experiences [...] realisees avec des objets usuels ». L'objet des lemons de Marie Curie publiees dans ce volume correspond a des chapitres par lesquels debutaient tradition nellement les cours de physique. Les programmes du cours de quatrieme B (division moderne) de 1902 s'ouvrent en effet sur la pesanteur avec, tout d'abord, « Premiere notion de force »,« verticale »,« centre de gravite » — questions qui ne figurent pas ici — puis les notions de poids, de pesee, de mesure du volume d'un solide, d'un liquide, les densites relatives, objets des premieres lemons. Les differents items du deuxieme chapitre du cours « Equilibre des liquides et des gaz », y compris la reference a la distribution d'eau dans les villes, se retrouvent egalement dans les lemons de Marie Curie qui ne traite pas, en revanche, d'autres applications comme les ascenseurs ou des essais de chaudiere. Si le choix des notions enseignees n'est pas particulierement original, il en est autrement de la methode suivie par Marie Curie pour des enfants de cet age. Dans le secondaire, rappelons-le, la pratique experimental par les eleves, qui ne fait que commencer avec la reforme de 1902, n'a cours qu'a partir de la seconde. Pour les jeunes enfants, que pouvait-on trouver ? Rien du cote de I'enseignement secondaire, done. 1 2

3

Sur I'enseignement feminin et les sdences, voir I'ouvrage de Nicole Hulin, Lesfemmes et I'enseignement scientifique, PDF, 2002. Sur I'enseignement scientifique au cours du XIXe siecle et jusqu'a la premiere guerre mondiale, on pourra consulter I'ouvrage de Bruno Belhoste, Les sciences dans I'enseignement secondaire francais(1789-1914), LNR.P.-Economia. 1995. Apres une longue introduction retracant I'histoire de cet enseignement I'auteur y presente les principaux textes offidels consacres aux sciences, dont les differents programmes mentionnes ici. Pour ce qui est de I'ordre primaire, voir I'ouvrage de Pierre Kahn, De Venseignement des sciences a Vecole primaire, I'influence du positivisme, Hatier,1999.

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Mais qu en est-il des classes terminates du primaire elementaire ou des classes du primaire superieur ? Dans ces classes, les sciences physiques et naturelles sont au programme et le credo pedagogique est la lec.on de choses. Mais lorientation de cet enseignement destine aux couches populaires est sans ambigu'ite : les sciences doivent y etre envisagees du point de vue de leurs applications pratiques et non de leurs principes3. L'esprit et la methode de ces lemons de Marie Curie apparaissent la encore exceptionnels. Helene Gispert Historienne des Sciences

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Isabella Chavannes ecrivant. © Album G. Chavannes

'2!

Cette page est laissée intentionnellement en blanc.

Index

A

Air 17,26,31 Alcool 106 Ampoule de Iampe28 Archimede (principe d') 62,94 Aspiration 22

B Balance 27,64,66,71,82,94,99 Barometre 55,112 Briquet a air 27

C Carene 100 Compte-gouttes 110 Creve-vessie 24 Cube 81

D Dense 18,19,48,62,82,93,106 Densite 87,94 Distribution d'eau 58

E

Eau 17,44,58,62,74,83,87,93,106 Elasticite 20 Eprouvette 19,40,52 Equilibre 27,38,42,64,72,74,99

F Fleau 71 Flotteur99

H Hemisphere de Magdebourg 58 Huile83,93,106

123

]auger90

Liquide 18,42,50,83

Marteau d'eau 28 Mercure 18,42,83,110 Mesurer42,76

Pesee 72,104 Poids 26,64 Pompe 22,32,60 Pression 26,31,38 Pression atmospherique 32,109

Respiration 20 Robinet24,44,58

Seringue 110 Siphon 62 Soupape 60

Trompe a eau 22

Vase a trop plein 66,88 Vases communicants 38 Vent 20 Vide 22,24,60 Volume 18,64,82

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Table des matieres

Preface

3

Avant-propos

7

La cooperative d'enseignement

11

Premiere legon

Ou Von distingue le vide de I'air.

17

Deuxieme legon

Ou Von decouvre que I'air pese sur les epaules.

31

Troisieme le^on

Ou Von comprend comment I'eau arrive au robinet.

55

Quatrieme le^on

Ou Von apprend a peser

71

Cinquieme legon

Oil Von mesure la densite de solides et de liquides.

81

Sixieme legon

Ou Von mesure la densite d'objets de formes quelconques. 87 Septieme le^on

Ou Von revoit le principe d'Archimede.

93

Huitieme le^on

Oil Von decouvre comment faire flatter les bateaux.

99

Neuvieme le^on

Oil Von fait flotter un ceuf.

103

Dixieme le^on

Ou I'onfabrique un barometre.

109

Postface

117

Index

123

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