Activité 1 : tentative d’optimisation du vol d’une fusee a eau ( etape 1 )
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Page sur 3 22/06/2006 Activité 1 : TENTATIVE D’OPTIMISATION DU VOL D’UNE FUSEE A EAU ( ETAPE 1 ) Objectifs :
I ) PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT D’UNE FUSEE A EAUCompléter les 2 schémas ci-dessous avec les mots ou expression suivantes : tube PVC ; réservoir( bouteille de boisson gazeuse en PET ) ; ailerons ; tuyère d’éjection ( raccord male Gardena® ) ; tube en cuivre ; fourchette ; corde de déclenchement , tuyau d’arrivée d’air ; raccord femelle Gardena ® La fusée Le pas de tir    I-1) Etape 1 :Introduction d’eau dans le I-2) Etape 2 :Mise en place de la réservoir de la fusée fusée et introduction d’air sous  pression dans le réservoir. L’air qui surmonte l’eau est mis sous…………….. à l’aide d’une pompe Compléter les deux schémas ci-dessus avec les mots ou expressions : air sous pression ; eau ; fusée ; arrivée d’air ; entonnoir . I-3 )Etape 3 : Libération de la fusée et vol de la fusée. Compléter les deux schémas suivants avec les mots ou expressions : apogée ; sens de déplacement de la fusée ; phase descendante ; phase ascendante ; éjection d’eau par la tuyère ; sens de déplacement de la corde. Libération Vol      Au moment du départ, lorsque la fusée est libérée, l’air sous pression chasse l’eau de la bouteille vers le …………. . C’est cette projection à grande vitesse de la masse d’eau vers le bas qui entraîne la fusée par « réaction *», dans la direction opposée, c’est à dire vers le……….. C’est le même principe qu’utilise toutes les fusées ( Ariane, Soyouz, Appolo,… ), l’eau y est « seulement » remplacée par des molécules de gaz à très haute température et très grande vitesse ( 14 000 km/h ). * Principe de l’action et de la réaction d’Isaac Newton. Question 1 ; Citer des véhicules ou des animaux qui utilisent la « réaction » comme mode de déplacement. Question 2 : L’eau dans la bouteille est-elle sous pression ? Pourquoi ? II ) LES DIFFERENTS PARAMETRES AGISSANT SUR LE VOL DE LA FUSEEQuestion 3 : Avec l’aide de ton professeur énumère les différents paramètres qui peuvent agir sur le vol de la fusée. Quelle peut-être l’influence supposée (à vérifier ) de chacun de ces facteurs sur le vol de la fusée ? Quels sont les paramètres que l’on peut modifier ? Quels sont ceux sur lesquels on peut difficilement avoir une influence ? III ) QUANTITES D’AIR ET D’EAU EMBARQUESOn souhaite pour une pression d’air embarqué donnée ( 5 bars ), et un angle de tir donné ( 70 ° ) déterminer la quantité d’eau que l’on doit introduire dans le réservoir pour que la fusée atterrisse le plus loin possible du pas de tir. Question 4 : Proposer une expérience qui permette en réalisant 5 tirs de fusées de déterminer au mieux la quantité optimum d’eau à introduire dans la fusée. Question 5 : Pourquoi doit-on réaliser les différents tirs avec la même fusée ou des fusées toutes identiques ? Pourquoi au cours de l’expérience ne peut-on faire varier la pression de l’air embarqué et/ou la valeur de l’angle de tir ? IV ) ANGLE DE TIROn souhaite pour une pression d’air embarqué donnée ( 5 bars ), et une quantité d’eau embarquée donnée ( 750mL ) déterminer la meilleure valeur de l’angle de tir pour que la fusée atterrisse le plus loin possible du pas de tir.  Question 6 : Proposer une expérience qui permette en réalisant 7 tirs de fusées de déterminer au mieux l’angle de tir optimum ? On précisera bien la (les) valeur(s) données aux différents paramètres lors de l’expérience. V ) CONCLUSIONQuestion 7 : Si l’on veut étudier l’influence d’un paramètre (quantité d’eau embarquée ) sur un phénomène physique ( vol d’une fusée ) comment les autres paramètres ( pression de l’air embarqué, angle de tir, … ) doivent-ils être choisis ? VI ) CARACTERISTIQUES DE VOTRE FUSEELes expériences proposées seront, après validation par le professeur, réalisées au cours du prochain TP. Afin de préparer cette séance de travaux pratiques compète le tableau ci-dessous en y indiquant les caractéristiques de la fusée construite par ton groupe de travail.
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