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Version actuelle datée du 4 septembre 2024 à 10:04
Comment faire décoller une bouteille comme une fusée ?
(Redaction en cours)
Difficulté
Technique
Durée
1 heure(s)
Disciplines scientifiques
Astronomie, Mécanique, Physique
Introduction
Comment faire décoller une bouteille de soda comme une fusée ?
- Matériel et outils
Bouteille plastique 
Une bouteille, mais en plastique quoi
Bouchon de liège 
Un bouchon est un accessoire fermant le volume de la bouteille pour éviter que le liquide contenu ne s'écoule ou ne s'évapore. Sur les 16 milliards de bouchons produits chaque année, 80 % sont en liège ; mais les bouchons à vis et les bouchons synthétiques prennent de plus en plus de place dans le marché mondial
Pompe à vélo avec manomètre 
A l'intérieur de la pompe se trouvent le piston et les valves d'entrée et de sortie d'air. En tirant sur la poignée, le piston se lève et permet l'entrée de l'air. En la poussant, le piston envoie l'air vers la sortie d'air.
Scotch 
Scotch transparent
Chambre à air 
La chambre à air est un boyau en caoutchouc rempli d'air.
Pour les motocyclettes et les automobiles, la chambre à air est devenue rare, remplacée par le pneu sans chambre, dit « tubeless ».
Cutter 
Un cutter (ou couteau à lame rétractable) est un outil qui permet de couper des matériaux fins et peu résistants. Il est en général muni d'une lame mobile qui est masquée lorsque l'objet n'est pas utilisé (pour plus de sécurité).
Eau 
L'eau est une substance essentielle à la vie. Transparente, sans goût et sans odeur, on la consomme le plus souvent dans son état liquide.
Bidon 5l 
Bouteille grand format
Étape 1 - Matériel
Se munir de :
- 2 grandes bouteilles en plastique de sodas (1,5 L)
- Un bouchon de liège
- Une pompe à vélo
- Un embout gonfleur
- Un cône de chantier ou un bidon d'eau de 5L dont on a découpera le goulot
- Un cutter
- Du ruban adhésif
- De l'eau
Étape 2 - Assemblage
- 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 (reservoir).
ATTENTION : Le reservoir doit être en bon état, c'est cette partie qui va être mis sous pression.
Étape 3 - La base de lancement
- Couper l'extrémité du cône de chantier ou de la bouteille de 5/8L (pour garantir la stabilité de la fusée).
- Percer un trou dans le cône pour y passer l'embout de la pompe à vélo.
Étape 4 - Préparation et raccordement
- 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.
- 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.
Étape 5 - Prêt au lancement
Lancement !
À FAIRE DEHORS
ATTENTION, personne ne doit s'approcher au dessus de la bouteille. Ensuite, la bouteille doit être stable, afin qu'elle ne risque pas de bouger pendant le pompage.
- Pomper grâce à la pompe à vélo, jusqu'au décollage de la fusée.
Étape 6 - La stabilité du vol
Deux éléments peuvent améliorer le vol
- Des ailerons pour la stabilité du vol
- Du poids, pour une meilleur inertie et résistance aux frottements de l'air
Comment ça marche ?
Observations : 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
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.
Plus d'explications
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.
Applications : dans la vie de tous les jours
Le principe d'action-réaction :
Éléments pédagogiques
Sources et ressources
https://rocketsetc.com/altimeter-comparison/
Dernière modification 4/09/2024 par user:ZAB.
Draft