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Comment faire décoller, sur une distance courte, un avion manquant de puissance ?
L'histoire a retenu que les frères Wright, en 1903, firent décoller le premier avion, nommé Flyer. Pour les vols de démonstration réalisés en 1908, près du Mans, en France, les frères Wright avaient du se résoudre à utiiser une catapulte, le moteur de leur avion étant insuffisamment puissant pour atteindre, sur une courte distance, une vitesse minimale de 45 km/h nécessaire au décollage du Flyer III (voir extrait).
Cette vitesse est en effet nécessaire pour que la portance supplante le poids de l'avion. Si vous voulez un complément d'informations, cliquer ici
Cette catapulte fournissait ainsi un travail moteur à l'avion, assurant le décollage pour un vol stable entretenu ensuite par le moteur et hélices de l'avion. |
Une masse (ou lest) descendant verticalement d'une hauteur de 5,0 m, tirait un câble accroché à l'avant de l'avion et l'accélérait horizontalement.
Un système de poulies et de palan (à 3 brins) permettait à l'avion, le flyer III d'atteindre au bout de 15 m approximativement la vitesse initiale nécessaire au vol. |
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Evaluation du travail et de la puissance mécaniques fournie par un homme ! (Activité de Mr Lesage) 2023
. . Il fallait, pour utiliser la catapulte, amener une masse (ou lest) à une hauteur de 5,0 m du sol. On prendra ici une valeur de masse m (lest) = 600 kg. . . Des personnes, présentes pour la démonstration, pouvaient être recrutées pour tirer le câble. |
 Document 1 |
Document 1 : Pour voir le film, cliquer sur l'image. ...
Document 2 : Un logiciel de pointage (Aviméca sur Windows ou Mecachrono sur ordinateur en ligne) et un tableur (Excel) permettent d'obtenir les données (position de la masse y en fonction du temps t) pour tracer une courbe exploitable. Pour agrandir, cliquer sur l'image.
On considérera les forces de frottement (de quelques natures qu'elles soient, exercées par les poulies, etc...) négligeables devant le poids et la force exercée sur le câble.
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 Document 2 |
Objectif 1 : Déterminer la valeur de la force exercée par un des hommes sur le câble, pour amener la masse à 5,0 m .................. ................... de hauteur à partir du sol. Besoin d'aide ? Utiliser la 2 ème loi de Newton ou le principe d'inertie... .
Objectif 2 : Déterminer le travail de la force exercée par les hommes sur le câble, pour amener la masse à 5,0 m de hauteur, .................. à partir du sol. Besoin d'aide ? Utiliser le simulateur
Objectif 3 : Déterminer, à partir de la courbe, la puissance fournie par chacun des hommes, en supposant qu'ils agissent tous .................. de la même manière sur le câble, du début jusqu'à la fin de la montée du lest.
Dans les deux situations qui vont être exposées (Voir la page suivante : lien), quel est le paramètre qui doit être modifié pour que les hommes fournissent le même travail total lors de la remontée du lest ?
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