Extrait tpe: montgolfières
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Les montgolfières L'un des premiers appareils conçu par l'homme pour voler est la montgolfière, dés la fin du 18° siècle.
Pour expliquer comment les montgolfières se maintiennent en l'air nous allons les étudier en situation de vol géostationnaire.
Lors de ce type de vol le principe d'inertie s'applique.
Principe d'inertie:
Dans un référentiel galiléen, tout corps persévère dans son état de repos ou de mouvement rectiligne uniforme si les forces qui lui sont appliquées se compensent.
Les forces appliquées en vol stationnaire sont le poids et la poussée d'Archimède (on se place dans une situation dénuée de frottement).
Le poids,noté P ,inclut le poids du gaz,de l'enveloppe, de la nacelle et des passagers. P= PA.V.g + p
PA : la masse volumique du gaz contenu dans l'enveloppe.
V : Volume de gaz du ballon g : L'intensité de la pesanteur p : Le poids de l'enveloppe, de la nacelle et de son contenu
La seconde force, la poussée d'Archimède est notée Cette force représente la portance de l'air sur l'aérostat. = Pb.V.g : la masse volumique de l'air ambiant.
L'état d'équilibre stationnaire est obtenue lorsque:
Afin de contrôler l'altitude d'un ballon plusieurs méthodes existent, la formule de la formule reste cependant identique.
: poids (éventuellement réduit si du lest est largué)
Suivant l'élément contenu dans le ballon les techniques de changement d'altitude différes.
Dans le cas d'un ballon à gaz (hélium ou hydrogène) :
Afin de prendre de l'altitude du lest est lâché (sable). Le poids de la nacelle diminuant, la force augmente et la ballon monte.
Pour perdre de l'altitude du gaz est évacué par une soupape au sommet du ballon.
Le volume d'air contenu dans le ballon diminue, la force ascensionnelle diminue; le ballon descend.
Dans le cas d'un ballon à air chaud :
Pour monter, il faut diminuer la masse volumique .En diminuant la force ascensionnelle augmente.
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