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Fabriquer un ballon à réaction de façon à ce qu'il aille le plus loin.
Expérience montrant la propulsion de l'air.
Cette expérience doit se faire à l'intérieur pour obtenir un meilleur résultat.
Lors de la libération de l'air contenu dans le ballon, ce dernier avance tout seul le long du fil.
On stocke de l'air dans un ballon de baudruche. L'air est sous pression (celle qu'exercent les parois élastiques du ballon). En enlevant le trombone, on relâche cet air qui propulse le ballon attaché à la paille le long de la ficelle. Le ballon qui va le plus loin est celui qui a été le mieux orienté le long de la ficelle. Pour une efficacité optimale, la sortie de l'air devrait être parallèle à la ficelle pour propulser le ballon dans la bonne direction. On démontre ainsi que l'on a stocké de l'énergie dans le ballon puisque qu'il se déplace ensuite «tout seul».
L'explication se décompose en deux parties:
On crée une zone de pression supérieure à la pression ambiante en gonflant dans le ballon. Lorsque l'on enlève la pince à linge, l'air dans le ballon se dirige dans la zone de pression plus faible, c'est-à-dire l'extérieur. Cela crée la force d'action.
Pour comprendre le mouvement du ballon, il faut se pencher sur ce qu'a découvert Isaac Newton il y a déjà 3 siècles. Il dit qu'à toute action correspond une réaction de même force mais de sens opposé.
Ce phénomène naturel s'appelle le principe de l'action et de la réaction.
NON POUR L'EXPLICATION
Je pense qu'il y a une confusion entre : FORCE (ici appelée action et réaction) et VITESSE.
Les flèches représentent des vitesses : à droite en rouge la vitesse d'éjection de l'air qui sort du ballon et à gauche en bleu la vitesse de déplacement du ballon. En fait la loi utilisée ici est la CONSERVATION de la QUANTITE de MOUVEMENT.
M masse du ballon vide, m masse de l'air dans le ballon Avant que l'air s'échappe : Qi quantité de mouvement initiale = (M+m)*Vi comme la vitesse initiale est nulle Qi = 0 Si l'air s'échappe avec une vitesse vf alors le ballon part en direction inverse avec une vitesse Vf. La quantité de mouvement est alors : Qf = mvf - MVf La conservation se traduit par : Qi = Qf ou encore 0 = mvf - MVf c'est à dire : mvf = MVf et pour la vitesse de déplacement du ballon : Vf = vf*(mf/Mf)
Comme la masse de l'air est très faible devant celle du ballon, il est nécessaire que la vitesse d'éjection de l'air soit la plus grande possible et il faut gonfler le ballon le plus possible.
C'est l'énergie accumulée dans les parois élastiques du ballon et le fait que la pression à l'intérieur du ballon est supérieure à la pression extérieure qui entraînent la sortie de l'air. (rx)
L'avion à réaction, la fusée...
Une application concrète au principe de réaction est la fusée spatiale :
le moteur de fusée(source Educnet)
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