TPE avions

Introduction :

L'homme a toujours rêvé de voler et en est venu à créer de nouvelles inventions fascinantes comme le parachute ou l'avion.Même si celles-ci peuvent paraître banales dans la société d'aujourd'hui, vous est il jamais arrivé de penser pourquoi le parachute ralentissait la chute et pourquoi  un avion décollait ?

Nous allons donc étudier dans notre tpe  qui s'inscrit dans le thème « transport et matière » : Quels sont les paramètres et les lois physiques qui permettent le fonctionnement des différents sports de voltige ?

Dans notre première partie on vous parlera des différents sports de voltige et dans une seconde partie de l'expérience que nous avons réaliser à fin de montrer l'importance du parachute.

I)Les différents sports de voltige

b)La voltige aérienne

La physique du vol d'un avion prend en compte 4 forces qui s'opposent  deux à deux:

  [pic 1]

La portance qui est la somme de toutes les forces qui s'exercent vers le haut s'oppose au poids qui est la  somme de toutes les forces qui s'exercent vers le bas. Et la traction pour les avions à hélice ou la poussée pour les avions à réacteurs s'oppose à la trainée.

-Le poids :

Le poids d'un objet est la force exercée par la terre sur cet objet.Il est représenté par la formule ci- dessous :

P=m*g

P, le poids(en newton) est le produit de m(kilogrammes) qui est la masse du corps par g qui est le coefficient de proportionnalité entre le poids et la masse est appelé  l'intensité de la pesanteur (en newton par kilogrammes) et vaut 9.81 N/Kg (à Paris)

-La portance

La portance est la force essentielle à un avion pour voler. Elle a été expliqué précédement.

Expérience de l'aile d'un avion :

[pic 2]

Dans cette expérience on a  construit une aile d'avion miniature à l'aide d'un cadre et d'une feuille de papier A4 puis on a pris un sèche cheveux symbolisant le vent quand l'avion accélère.On a pu voir que plus on augmentait la puissance du sèche cheveux plus l'aile se lève.On peut donc en déduire que :

-Pour que l'avion puisse monter il faut qu'il ait une vitesse suffisante (on voit dans la formule de la portance que sa valeur dépend de la vitesse au carrée ce qui semble logique),

- L'aile doit avoir un dessus bombé par rapport au bas de l'aile, ce qui provoque l'augmentation de la vitesse d'écoulement de l'air au dessus provoquant la zone de dépression.

-la traînée

La traînée est la force de résistance qu'exerce l'air sur l'aile d' avion .Elle est noté Fx et s'exprime en newton.Elle est représenté par la formule ci dessous qui ressemble beaucoup a celle de la portance :

Fx = 1/2ρSv²Cx

C'est presque la même formule que celle de la portance sauf que le coefficient de portance est remplacé par celui de traînée noté Cx. Le Cx d'une aile est d'environ 0,005 à 0,010 en vol.

On comprend que Cx doit être plus petit que Cz pour que l'avion puisse accélérer.

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