Fusée à eau
De Wikidebrouillard.
Sommaire |
Présentation de l'expérience
Comment faire décoller une bouteille comme une fusée ?
Qu'est-ce qui peut propulser une bouteille à des dizaines de mètres ?
Matériel
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2 grandes bouteilles en plastique (1,5 L)
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Un bouchon de liège
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Une pompe à vélo
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Un embout gonfleur
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Un cône de chantier ou un bidon d'eau de 5L dont on a découpera le goulot
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Un cutter
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Du ruban adhésif
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De l'eau
L'expérience
La manipulation
La fusée
- Couper une bouteille en deux, afin de réaliser l'ogive de la fusée.
- Scotcher la moitié supérieure de la fusée coupée sur la partie inférieure de la bouteille entière (on peut décorer cette dernière).
- Remplir 1/3 de la fusée avec de l'eau.
- Placer l'embout gonfleur dans le bouchon de liège.
- Fermer la fusée à l'aide du bouchon.
La base de lancement
- Couper l'extrémité du cône de chantier (pour garantir la stabilité de la fusée).
- Percer un trou dans le cône pour y passer l'embout de la pompe à vélo.
- Raccorder la pompe à vélo à la fusée.
- Placer le goulot de la bouteille sur le cône. Attention d'orienter vers un espace dégagé, et tenir compte du vent.
Lancement !
À FAIRE DEHORS
- Pomper grâce à la pompe à vélo, jusqu'au décollage de la fusée.
- On peut chercher à améliorer l’aérodynamique de la fusée en ajoutant des ailerons, en testant d’autres formes de bouteilles, etc…
Que voit-on ?
La fusée décolle ! Un jet d'eau s'échappe de la fusée, qui est propulsée dans les airs à plusieurs dizaines de mètres d'altitude.
Explications
De manière simple
Lorsque l'on actionne la pompe à vélo, on envoie de l'air dans la bouteille. L'air envoyé dans la bouteille exerce une pression de plus en plus importante sur les parois de la bouteille mais également sur l'eau qu'elle contient.
Lorsque la pression de l'air exercée sur l'eau devient trop importante, le bouchon fermant la bouteille est éjecté, et l'eau s'échappe rapidement. Ceci entraîne le décollage de la fusée. Lorsque la fusée s'est totalement vidée de son eau, elle revient sur Terre.
Questions sans réponses
- Pourquoi faut-il mettre de l'eau dans la bouteille pour qu'elle décolle ?
- Que se passe-t-il quand il n'y a pas d'eau dans la bouteille ?
Allons plus loin dans l'explication
Le principe physique utilisé dans la fusée à eau est le même que celui des vraies fusées telles que la fusée Ariane, c’est-à-dire la troisième loi de Newton, à savoir le principe de l’action/réaction.
Énoncé de la 3ème loi de Newton : «Tout corps A exerçant une force sur un corps B subit une force d'intensité égale, de même direction mais de sens opposé, exercée par le corps B». Ici le mouvement exercé par l'eau qui s'échappe violemment de la bouteille vers le bas provoque un mouvement de la bouteille dans le sens opposé, et donc vers le haut.
Liens avec d'autres expériences
Expériences sur Wikidébrouillard
Les fusées dans la balade astronomie
Autres expériences
- Blog sur les fusée à eau : un blog avec des tutos complets en image et en vidéo
- Dossier technique base de lancement : à télécharger
- Fusée-eau.info : vous pouvez poser vos questions sur un forum
- une autre méthode pour un déclenchement commandé : un fichier pdf
- Voir cette vidéo qui propose une autre manière de faire des fusées à eau https://www.youtube.com/watch?v=icQhLT4QCO8
Applications : liens avec le quotidien
Dans l'espace, les fusées ne possèdent aucun point d'appui puisqu'elles se trouvent dans le vide. Les gaz éjectés par une fusée vers l'arrière propulsent la fusée vers l'avant selon le principe d'action-réaction. La vitesse de la fusée dépend directement de la vitesse d'éjection des gaz, qu'on appelle la poussée.
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