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| − | {{Group Details | + | {{Tuto Details |
| − | |group-logo=Group-Pourquoi_les_avions_volent-ils_Daniel-Eledut-unsplash.jpg | + | |Main_Picture=Le_d_fi_de_la_nasa_bolide.jpg |
| − | |group-banner=Group-Pourquoi_les_avions_volent-ils_Arunas-Naujokas-unsplash.jpg | + | |Licences=Attribution (CC-BY) |
| − | |group-description=Chaque jour, environ 100 000 avions prennent leur envol pour transporter des millions de passagers ! Tu en as certainement déjà vu voler dans le ciel ou tu es même peut-être déjà monté dedans un jour pour parcourir une grande distance ! Un seul avion peut peser jusqu’à 400 tonnes, c’est-à-dire l’équivalent du poids de 400 voitures ! Et pourtant, il parvient à décoller comme un oiseau, c’est un exploit ! Mais sais-tu quelles forces lui permettent d’y arriver ? Dans ce parcours, nous te proposons de comprendre comment les avions arrivent à voler. Attention décollage imminent ! | + | |Description=Découvrir la force de l'air |
| − | | + | |Disciplines scientifiques=Mechanics, Physics |
| − | Matériel nécessaire pour tout le parcours : feuille de papier, règle, scotch, ballon de baudruche, ficelle, paille, stylo, ciseaux, pince à linge
| + | |Difficulty=Easy |
| − | |GroupAge=À partir de 5 ans | + | |Duration=15 |
| − | |GroupDuration=45 min | + | |Duration-type=minute(s) |
| | + | |Tags=Air, propulsion |
| | + | }} |
| | + | {{Introduction}} |
| | + | {{Materials |
| | + | |ItemList={{ItemList |
| | + | |Item=Paille |
| | + | }}{{ItemList |
| | + | |Item=Ballon de baudruche |
| | + | }}{{ItemList |
| | + | |Item=Pince à linge |
| | + | }}{{ItemList |
| | + | |Item=Ficelle |
| | + | }}{{ItemList |
| | + | |Item=Ruban adhésif |
| | + | }} |
| | }} | | }} |
| − | {{Group Tabs | + | {{Tuto Step |
| − | |group-long-description=Avant de commencer et si tu le souhaites, tu peux te munir de ton "cahier d'expérience" pour raconter tes découvertes et dessiner les expériences. | + | |Step_Title=Rassemble le matériel |
| | + | |Step_Content=Préparation du matériel : |
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| | + | - une paille |
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| − | Commence par dessiner rapidement un avion et essaie d’imaginer tout seul quels sont les principaux éléments qui lui permettent de voler. Est-ce que tu as déjà aperçu dans la nature un animal qui a presque la même forme ?
| + | - un ballon de baudruche |
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| − | ===Activité 1 : Les courants d’air qui rapprochent===
| + | - une pince à linge |
| − | À ton avis, quel est le rôle des ailes sur un avion ? Et quel est le rôle de l’air ?
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| | + | - 5 mètres de ficelle |
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| − | Tu vas commencer par une petite expérience étonnante. Prend une feuille de papier entre tes doigts, comme sur la photo :
| + | - du ruban adhésif |
| − | <br />{{#annotatedImageLight:Fichier:Group-Pourquoi les avions volent-ils Souffle feuille 1.jpg|0=350px|hash=|jsondata=|mediaClass=Image|type=frameless|align=center|src=https://www.wikidebrouillard.org/images/e/e7/Group-Pourquoi_les_avions_volent-ils_Souffle_feuille_1.jpg|href=./Fichier:Group-Pourquoi les avions volent-ils Souffle feuille 1.jpg|resource=./Fichier:Group-Pourquoi les avions volent-ils Souffle feuille 1.jpg|caption=©Serge Dolivet|size=350px}}
| + | |Step_Picture_00=Le_d_fi_de_la_nasa_materiel.jpg |
| | + | |Step_Picture_00_annotation={"version":"3.5.0","objects":[{"type":"image","version":"3.5.0","originX":"left","originY":"top","left":600,"top":0,"width":4032,"height":3024,"fill":"rgb(0,0,0)","stroke":null,"strokeWidth":0,"strokeDashArray":null,"strokeLineCap":"butt","strokeDashOffset":0,"strokeLineJoin":"miter","strokeMiterLimit":4,"scaleX":0.2,"scaleY":0.2,"angle":90,"flipX":false,"flipY":false,"opacity":1,"shadow":null,"visible":true,"clipTo":null,"backgroundColor":"","fillRule":"nonzero","paintFirst":"fill","globalCompositeOperation":"source-over","transformMatrix":null,"skewX":0,"skewY":0,"crossOrigin":"","cropX":0,"cropY":0,"src":"https://www.wikidebrouillard.org/images/a/ac/Le_d_fi_de_la_nasa_materiel.jpg","filters":[]}],"height":800,"width":600} |
| | + | }} |
| | + | {{Tuto Step |
| | + | |Step_Title=Prération du bolide |
| | + | |Step_Content=Gonfler le ballon, plus il sera gonflé plus il ira vite et loin. |
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| | + | Fermer le ballon avec la pince à linge. |
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| − | À ton avis, si tu souffles sur le haut de la feuille, que va-t’il se passer ? La feuille va rester dans la même position, aller vers le bas ou au contraire, aller vers le haut ?
| + | Fixer la paille sur le ballon avec le ruban adhésif dans le sens de la longueur (de l'embout de gonflage à l'extérmité). |
| | + | |Step_Picture_00=Le_d_fi_de_la_nasa_pince_a_linge.jpg |
| | + | |Step_Picture_00_annotation={"version":"3.5.0","objects":[{"type":"image","version":"3.5.0","originX":"left","originY":"top","left":600,"top":0,"width":4032,"height":3024,"fill":"rgb(0,0,0)","stroke":null,"strokeWidth":0,"strokeDashArray":null,"strokeLineCap":"butt","strokeDashOffset":0,"strokeLineJoin":"miter","strokeMiterLimit":4,"scaleX":0.2,"scaleY":0.2,"angle":90,"flipX":false,"flipY":false,"opacity":1,"shadow":null,"visible":true,"clipTo":null,"backgroundColor":"","fillRule":"nonzero","paintFirst":"fill","globalCompositeOperation":"source-over","transformMatrix":null,"skewX":0,"skewY":0,"crossOrigin":"","cropX":0,"cropY":0,"src":"https://www.wikidebrouillard.org/images/4/4d/Le_d_fi_de_la_nasa_pince_a_linge.jpg","filters":[]}],"height":800,"width":600} |
| | + | |Step_Picture_01=Le_d_fi_de_la_nasa_paille.jpg |
| | + | |Step_Picture_01_annotation={"version":"3.5.0","objects":[{"type":"image","version":"3.5.0","originX":"left","originY":"top","left":600,"top":0,"width":4032,"height":3024,"fill":"rgb(0,0,0)","stroke":null,"strokeWidth":0,"strokeDashArray":null,"strokeLineCap":"butt","strokeDashOffset":0,"strokeLineJoin":"miter","strokeMiterLimit":4,"scaleX":0.2,"scaleY":0.2,"angle":90,"flipX":false,"flipY":false,"opacity":1,"shadow":null,"visible":true,"clipTo":null,"backgroundColor":"","fillRule":"nonzero","paintFirst":"fill","globalCompositeOperation":"source-over","transformMatrix":null,"skewX":0,"skewY":0,"crossOrigin":"","cropX":0,"cropY":0,"src":"https://www.wikidebrouillard.org/images/1/13/Le_d_fi_de_la_nasa_paille.jpg","filters":[]}],"height":800,"width":600} |
| | + | }} |
| | + | {{Tuto Step |
| | + | |Step_Title=Lancement du bolide |
| | + | |Step_Content=* Enfiler la ficelle dans la paille et tendre la ficelle entre deux points fixes, par exemple deux chaises, ou bien une chaise et une poignée de fenêtre. |
| | + | * Retirer la pince à linge et le bolide va être propulsé. Le ballon est même capable de monter si la ficelle est en pente. |
| | + | |Step_Picture_00=Le_d_fi_de_la_nasa_bolide.jpg |
| | + | }} |
| | + | {{Notes |
| | + | |Observations=Lors de la libération de l'air contenu dans le ballon, ce dernier avance tout seul le long du fil. |
| | + | |Explanations=On retrouve ici un principe d’action-réaction, l’air qui est expulsé du ballon est “l’action”. |
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| | + | En s’échappant du ballon l’air produit une force contre l’air ambiant. Imagine simplement qu’elle pousse l’air, comme tu pousserais un objet. |
| | | | |
| − | À toi de jouer, souffle sur la feuille, comme sur la photo. Qu’est-ce que tu observes ?
| + | Comme le dit [https://fr.wikipedia.org/wiki/Isaac_Newton <u>Newton</u>] cette force s’exerce également dans le sens opposé. C’est-à-dire que l’air ambiant pousse le ballon. Le ballon étant libre de bouger il se déplace le long de la ficelle, c’est la “réaction” ! |
| − | <br />{{#annotatedImageLight:Fichier:Group-Pourquoi les avions volent-ils Souffle feuille 2.jpg|0=350px|hash=|jsondata=|mediaClass=Image|type=frameless|align=center|src=https://www.wikidebrouillard.org/images/4/47/Group-Pourquoi_les_avions_volent-ils_Souffle_feuille_2.jpg|href=./Fichier:Group-Pourquoi les avions volent-ils Souffle feuille 2.jpg|resource=./Fichier:Group-Pourquoi les avions volent-ils Souffle feuille 2.jpg|caption=©Serge Dolivet|size=350px}}
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| − | | + | C’est le principe des avions à réaction. Les réacteurs, fixés sous les ailes expulsent de l’air et du kérosène brûlé à grande vitesse vers l’arrière, ce qui fait avancer l’avion. |
| − | Le courant d’air que tu as fait en soufflant va, comme par magie, soulever la feuille.
| + | }} |
| − | | + | {{Tuto Status |
| − | Je t’invite à réaliser une expérience permettant de visualiser ce phénomène étonnant : [[Mon avion suspendu à l'effet Venturi|<u>Mon avion suspendu à l’effet Venturi</u>]]
| + | |Complete=Published |
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| − | La feuille fonctionne comme une aile d’avion : l’air qui passe autour est bousculé par la bosse de la feuille alors que, si la feuille est à plat, il ne serait pas bousculé.
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| − | L’air passe plus vite au-dessus qu’au-dessous, et par conséquent appuie moins sur le haut de l’aile. Celle-ci est alors poussée par l’air du dessous et elle est comme aspirée par le haut … Elle décolle ! C’est ce que l’on appelle l’effet Venturi.
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| − | <br />{{Idea|Si l'on refait l'expérience en soufflant cette fois-ci entre deux canettes on pourrait s'attendre à les voir s'éloigner, poussées par le courant d'air. Au contraire, les canettes se rapprochent, ce qui est plutôt surprenant.}}
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| − | Dans le cas d’un avion, les moteurs font avancer l’avion et c’est le vent relatif qui joue le rôle du souffle.
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| − | ===Activité 2 : La propulsion===
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| − | Tu as pu observer que pour se soulever, il faut donc propulser de l’air, comme ton souffle. Dans le cas des avions qui sont très lourd, il faut beaucoup de force pour le soulever. Les constructeurs ont donc installé des gros moteurs pour propulser l’avion.
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| − | [https://drive.google.com/file/d/1mlJLcBUSGCz2X_SlTT7b1Ba8V0AdcF-X/view <u>Je t’invite à regarder cette courte vidéo</u>] qui montre que la force des hélices alimentées par un moteur vont permettre de faire avancer l’avion.
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| − | <br />{{#annotatedImageLight:Fichier:Group-Pourquoi les avions volent-ils Lire la video ventilateur.png|0=150px|hash=|jsondata=|mediaClass=Image|type=thumb|align=center|src=https://www.wikidebrouillard.org/images/b/bd/Group-Pourquoi_les_avions_volent-ils_Lire_la_video_ventilateur.png|href=./Fichier:Group-Pourquoi les avions volent-ils Lire la video ventilateur.png|resource=./Fichier:Group-Pourquoi les avions volent-ils Lire la video ventilateur.png|caption=|size=150px}}Maintenant, à toi de jouer. Tu peux fabriquer toi-même un objet qui va être propulsé par la force de l’air : [[Le défi de la nasa|<u>Le défi de la nasa</u>]]
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| − | Pour finir cette activité en beauté, voici une vidéo de l’émission [https://www.youtube.com/watch?v=p2BcLdRwZ54&feature=youtu.be <u>“C’est pas sorcier”</u>] sur le fonctionnement d’un moteur d’avion.
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| − | <br />{{Info|Une histoire de forme et d’orientation.
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| − | Telles les ailes d’un avion, tu as certainement toi aussi déjà ressenti la force de portance de l’air. Peut-être as-tu déjà essayé de sortir ta main par la fenêtre d’une voiture qui roulait ? Si tu places ta main, paume vers l’avant, face au vent, ta main est simplement repoussée vers l’arrière et tu dois faire un effort pour la maintenir au même niveau. Si par contre tu changes l’inclinaison de ta main, en tournant progressivement ta paume vers le bas, tu sentiras que ta main commence à se soulever, c’est exactement ce qu’il se passe pour les ailes des avions, la portance crée un phénomène d’aspiration au dessus de ta main.
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| − | C’est ce qu’on appel l’aérodynamisme !}}<br />
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| − | ===Activité 4 : Fabrication d’avion en papier===
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| − | Maintenant que tu as bien compris les principes scientifique du fonctionnement d’un avion, tu peux t’amuser à fabriquer tes propres avions en papier.
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| − | Pour cela, tu peux t’aider de quelques tutos :
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| − | *[https://www.youtube.com/watch?v=teBTqp5Lt5w&t=41s <u>Avion en papier 1</u>]
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| − | *[https://www.youtube.com/watch?v=QGm51QugaiA <u>Avion en papier 2</u>]
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| − | *[https://www.youtube.com/watch?v=L2d2wZU1zRs <u>Avion en papier 3</u>]
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| − | *[[Fabriquer un planeur|<u>Un planeur en carton</u>]]
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| − | *[https://www.youtube.com/watch?v=-PlkNStPDQU <u>Et d’autres pliage un peu plus difficiles</u>]
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| − | <br />
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| − | ===Usage dans la vie quotidienne===
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| − | La nature a beaucoup de choses à nous apprendre. Peut-être as-tu déjà observé le vol des oiseaux ? Celui qui fascine le plus le monde de l’aviation est l’albatros. Tu pourras en observer près de la mer. Avec ses ailes d’une immense envergure, jusqu’à 3 mètres pour certains, il peut planer sur des centaines de kilomètres sans trop se fatiguer. Il devient un modèle pour les constructeurs d’avion qui s’en inspirent pour concevoir les nouveaux avions, c’est ce qu’on appelle du biomimétisme.
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| − | <br />{{#annotatedImageLight:Fichier:Group-Pourquoi les avions volent-ils Albatros.png|0=400px|hash=|jsondata=|mediaClass=Image|type=frameless|align=center|src=https://www.wikidebrouillard.org/images/7/72/Group-Pourquoi_les_avions_volent-ils_Albatros.png|href=./Fichier:Group-Pourquoi les avions volent-ils Albatros.png|resource=./Fichier:Group-Pourquoi les avions volent-ils Albatros.png|caption=©Domaine public|size=400px}}Image ci-dessus : Albatros déployant ses ailes
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| − | ===Histoire des sciences===
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| − | Les Hommes ont toujours été fascinés par le vol des oiseaux. Dans la mythologie, le jeune grec Icare fabrique des ailes avec des plumes et de la cire. Il tente de s’envoler mais cela lui coûtera malheureusement la vie. Cette légende rappelle que voler représente depuis bien longtemps un rêve pour beaucoup d’humains. {{#annotatedImageLight:Fichier:Group-Pourquoi les avions volent-ils Icare.png|0=187px|hash=|jsondata=|mediaClass=Image|type=frameless|alt=©Domaine public|align=center|src=https://www.wikidebrouillard.org/images/1/16/Group-Pourquoi_les_avions_volent-ils_Icare.png|href=./Fichier:Group-Pourquoi les avions volent-ils Icare.png|resource=./Fichier:Group-Pourquoi les avions volent-ils Icare.png|caption=©Domaine public|size=187px}}
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| − | =====Image ci-dessus : ''Tableau du peintre français [https://fr.wikipedia.org/wiki/Charles_Paul_Landon Charles Paul Landon], mettant en scène Icare tentant de s’envoler (1799, musée des [https://fr.wikipedia.org/wiki/Mus%C3%A9e_des_beaux-arts_et_de_la_dentelle beaux-arts et de la dentelle])''=====
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| − | Vers 1485, Léonard de Vinci* dessine des premiers modèles de machines volantes, inspirées du vol des oiseaux. C'est l'homme qui actionne les battements des ailes. De Vinci se rend alors compte que l’homme n’a pas la force physique pour soulever son poids et celui de la machine, contrairement aux oiseaux qui sont très légers. L’envol de la machine par battement n’est pas possible, il abandonne donc ses plans.
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| − | ======*Originaire de la Toscane (Italie), Léonard de Vinci est un ingénieur, scientifique et artiste très réputé de la Renaissance. Ayant excellé dans de nombreuses disciplines, il est encore aujourd’hui considéré comme un “génie universel”.======
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| − | {{#annotatedImageLight:Fichier:Group-Pourquoi les avions volent-ils LDV aile 2.png|0=201px|hash=|jsondata=|mediaClass=Image|type=frameless|alt=©Domaine public|align=center|src=https://www.wikidebrouillard.org/images/c/cb/Group-Pourquoi_les_avions_volent-ils_LDV_aile_2.png|href=./Fichier:Group-Pourquoi les avions volent-ils LDV aile 2.png|resource=./Fichier:Group-Pourquoi les avions volent-ils LDV aile 2.png|caption=©Domaine public|size=201px}}Image ci-dessus : ''Plans dessinés des machines de Léonard de Vinci''
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| − | En 1856, un français du nom de Jean Marie le Bris, marin et armateur de profession, pense alors à une autre technique de vol : le vol plané. Il est le premier à percevoir le phénomène de portance, que tu as découvert à travers ce parcours, et réalise une machine volante quelques années plus tard. Certains disent qu’il parvint à voler sur quelques mètres, tiré par des chevaux reliés à une corde, même si aucune preuve ne permet en attester.
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| − | <br />{{#annotatedImageLight:Fichier:Group-Pourquoi les avions volent-ils Avion histoire Le Bris.png|0=316px|hash=|jsondata=|mediaClass=Image|type=frameless|align=center|src=https://www.wikidebrouillard.org/images/7/79/Group-Pourquoi_les_avions_volent-ils_Avion_histoire_Le_Bris.png|href=./Fichier:Group-Pourquoi les avions volent-ils Avion histoire Le Bris.png|resource=./Fichier:Group-Pourquoi les avions volent-ils Avion histoire Le Bris.png|caption=©Domaine public|size=316px}}
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| − | =====Image ci-dessus : ''Le Bris et son Albatros, photographié par Pépin fils, photographe Brestois, 1868''=====
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| − | Un peu plus tard, en 1898, c’est l'ingénieur allemand Otto Lilienthal qui crée un planeur et donne aux ailes une forme arrondie, permettant d’augmenter la portance du vent. Il parvint à effectuer plusieurs vols planés depuis une colline près de Berlin, sur une longueur allant jusqu’à 300 mètres. Il s’agit bien d’une machine volante, similaire aux deltaplanes utilisés aujourd’hui, sans moteur. On ne parle donc pas encore d’avion.{{#annotatedImageLight:Fichier:Group-Pourquoi les avions volent-ils Avion histoire Otto 2.png|0=263px|hash=|jsondata=|mediaClass=Image|type=frameless|align=center|src=https://www.wikidebrouillard.org/images/8/82/Group-Pourquoi_les_avions_volent-ils_Avion_histoire_Otto_2.png|href=./Fichier:Group-Pourquoi les avions volent-ils Avion histoire Otto 2.png|resource=./Fichier:Group-Pourquoi les avions volent-ils Avion histoire Otto 2.png|caption=©Domaine public|size=263px}} Image ci-dessus : ''Otto Lilienthal, en vol avec l’une de ses machines. Photo de Carl Kassner,1891''
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| − | Ce n’est qu’en 1890 qu’un ingénieur français du nom de Clément Ader invente le premier avion à hélices : Eole, équipé d’un moteur à vapeur et pesant 300 kg. Le 9 octobre de la même année, Ader arrive à décoller de 20 cm au-dessus du sol sur une distance de 49 mètres. Il s’agit du premier vol d’avion.
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| − | <br />{{#annotatedImageLight:Fichier:Group-Pourquoi les avions volent-ils Avion histoire Ader.png|0=540px|hash=|jsondata=|mediaClass=Image|type=frameless|align=center|src=https://www.wikidebrouillard.org/images/5/53/Group-Pourquoi_les_avions_volent-ils_Avion_histoire_Ader.png|href=./Fichier:Group-Pourquoi les avions volent-ils Avion histoire Ader.png|resource=./Fichier:Group-Pourquoi les avions volent-ils Avion histoire Ader.png|caption=©Domaine public|size=540px}}
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| − | =====Image ci-dessus : ''Eole''=====
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| − | En 1900, les frères américains Wilbur et Orville Wright reprennent les éléments des machines de leurs prédécesseurs, précisent la forme des ailes et ajoutent des commandes pour contrôler l’équilibre et la direction. Le vol de leur biplan nommé Flyer est une réussite, c’est le début de l’aviation !
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| − | <br />{{#annotatedImageLight:Fichier:Group-Pourquoi les avions volent-ils Avion histoire Wright.png|0=335px|hash=|jsondata=|mediaClass=Image|type=frameless|align=center|src=https://www.wikidebrouillard.org/images/9/95/Group-Pourquoi_les_avions_volent-ils_Avion_histoire_Wright.png|href=./Fichier:Group-Pourquoi les avions volent-ils Avion histoire Wright.png|resource=./Fichier:Group-Pourquoi les avions volent-ils Avion histoire Wright.png|caption=©Domaine public|size=335px}}
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| − | =====Image ci-dessus : ''Elévation du biplan des frères Wright''=====
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| − | Sept ans plus tard, l’industriel français Louis Blériot crée un atelier d’avionnerie et fait fabriquer une série d’avion de sa conception, dont le célèbre Blériot XI, avec lequel il traverse la Manche en 1909, entre Calais et Douvres (environ 35 km).
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| − | <br />{{#annotatedImageLight:Fichier:Group-Pourquoi les avions volent-ils Avion histoire Bleriot.png|0=432px|hash=|jsondata=|mediaClass=Image|type=frameless|align=center|src=https://www.wikidebrouillard.org/images/7/7e/Group-Pourquoi_les_avions_volent-ils_Avion_histoire_Bleriot.png|href=./Fichier:Group-Pourquoi les avions volent-ils Avion histoire Bleriot.png|resource=./Fichier:Group-Pourquoi les avions volent-ils Avion histoire Bleriot.png|caption=©Domaine public|size=432px}}
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| − | =====Image ci-dessus : ''Avion Blériot V''=====
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| − | Suite à ces découvertes, la première guerre mondiale (1914-1918), malgré tous les ravages qu’elle provoque, permet à l’aviation de faire des progrès considérables, des progrès continus dans les recherches de l’aéronautique arrivant aujourd’hui aux technologies d’avion que nous connaissons.
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| − | ===Lien vers des parcours similaires===
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| − | Tu as aimé ce thème ? Je t’invite à découvrir aussi :
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| − | *[[Air est partout|<u>L’air est partout</u>]] pour visualiser l’air invisible
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| − | *[[Voiture propulsée par un ballon|<u>La voiture propulsée</u>]] pour fabriquer une voiture qui se déplace grâce à la force de l’air
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| − | |GroupObjectif=Grâce à cette expérience tu vas pouvoir : | |
| − | | |
| − | * Comprendre l’effet Venturi
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| − | * Comprendre le fonctionnement de la propulsion
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| − | * Comprendre l’aérodynamisme
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