Compression de l'air et principe d'Archimède
Description et explication : Le ludion est un petit sous-marin dans une bouteille d'eau en PET. Ce petit sous-marin contient partiellement de l'air et flotte entre deux eaux. En serrant la bouteille avec une main, on constate qu'il descend. Quand vous relâchez, il remonte. Ce phénomène s'explique par la compressibilité de l'air et l'incompressibilité de l'eau. Sous la pression, le volume d'air va diminuer et de l'eau va rentrer dans le sous-marin. Son poids va donc augmenter et devenir supérieure à la poussée d'Archimède ; Laquelle est égale au poids du volume d'eau déplacé. Le volume d'eau déplacé, c'est le volume total du sous-marin, il ne change pas, contrairement au volume d'eau qui s'y trouve, changeant ainsi le poids du sous-marin. Le sous-marin descend quand son poids (orienté vers les bas) est supérieur à la poussée d'Archimède, orientée vers le haut. Ainsi les vrais sous-marins pour descendre réduisent le volume d'air qui s'y trouve, en y faisant rentrer de l'eau de mer.
Texte et illustration provenant de : A. GANOT, Traité de Physique, Ed. Ganot, 1870, p.87.
"Dans le liquide est une petite figure d'émail, soutenue par une boule de verre creuse "a" qui contient de l'air et de l'eau... Cette boule est percée à sa partie inférieure, d'une petite ouverture par laquelle l'eau peut pénétrer ou sortir, selon que l'air intérieur de la boule est plus ou moins comprimé... Si l'on exerce avec la main une pression sur le piston comme le montre la figure, l'air qui est au-dessous se trouve comprimé et transmet la pression à l'eau du vase et à l'air qui est dans la boule...."