On sait que l’air a un poids et donc qu’un ballon de baudruche rempli d’air est plus lourd que ce même ballon vide. Mais alors pourquoi est-ce que le ballon vide tombe plus vite au sol ?
C’est une histoire de poussée d’Archimède, qui est une force dont l’intensité dépend du volume. Lorsqu’on lâche un ballon, qu’il soit vide ou plein, deux forces viennent s’affronter sur celui-ci : le poids, qui tire le ballon vers le bas, et la poussée d’Archimède, qui le pousse vers le haut. La plupart du temps, dans l’air, le poids remporte largement ce combat. C’est le cas pour le ballon vide qui va directement s’écraser sur le sol. Une fois gonflé, le ballon est plus lourd qu’avant, mais cette différence de poids est infime puisque l’air ne pèse pas grand chose. En revanche, le ballon plein possède un volume bien plus important que le ballon vide, et subit donc la poussée d’Archimède de façon plus intense. Dans les deux cas, le poids gagne son combat contre la poussée d’Archimède, puisque les deux ballons vont tomber par terre, mais la lutte est beaucoup plus acharnée en ce qui concerne le ballon plein qui met donc plus de temps à toucher le sol.
Courrier des lecteurs, science et vie junior.
Photo: Les ballons de baudruche, Nomad Photography, Flickr
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Mais vous oubliez une donnée fondamentale : l’air dans le ballon tend à donner au ballon une densité globale plus proche de l’air ambiant. Si l’air contenue dans le ballon est beaucoup plus froid, il descendra au sol plus vite. Au contraire, si l’air dans le ballon est plus chaud que l’air environnant, il aura tendance à monter ou à faire flotter le ballon. Il flottera ou descendra de plus en plus vite en se refroidissant. Ce qui veut dire que le volume du ballon n’a pas beaucoup d’importance dans l’attraction terrestre. D’autant qu’il est rond et très aérodynamique. Le ballon à vide approche de l’accélération de la chute qui est de 9,81 m/sec au carré.