Quelle pression un avion en vol induit-il au sol ?

[pmdec]

Bonsoir,
Suite au (trop) long fil "Comment se fait-il qu'un avion puisse voler ?" (http://forums.futura-sciences.com/sh...ad.php?t=28445)

Tout le monde a maintenant admis qu'un hélicoptère enfermé dans une grande boîte étanche posée sur le sol (p.ex. 1 x 1 x 1km : expérience de pensée, donc ...) peut voler à l'intérieur, mais ne peut, en aucun cas, soulever cette boîte de manière continue (Newton).
Mais quelle est l'explication physique du phénomène ?

On suppose donc un hélico à l'intérieur d'une boîte cubique étanche et rigide de 1km de côté.
Fixé au milieu du plancher, un câble de 660 mètres de long, attaché sous l'hélico.
L'hélico décole, et gagne lentement une altitude telle que le câble se trouve tendu.
Pour monter plus haut (par rapport à l'extérieur), il faudrait qu'il soulève la boîte en tirant le câble : impossible selon Newton.

Quelle est la situation quand l'hélico essaye de soulever la boîte en tirant sur le câble ?
Sur la boîte agissent 2 forces "évidentes" : son poids (vers le bas) et la tension du câble (vers le haut). Si il n'y avait rien d'autre, l'hélico pourrait (on suppose qu'il dispose d'une puissance suffisante)soulever la boîte. Il y a donc autre chose. Le câble ne peut évidemment pas transmettre une force vers le bas.

La seule solution, à mon avis, est qu'il existe une surpression d'air (par rapport à l'extérieur de la boîte) au voisinage du plancher qui est "transformée" en force vers le bas. Comme la boîte est étanche, il doit aussi y avoir une dépression au niveau du plafond qui "joue" dans le même sens. (L'expérience étant "symétrique", toutes les forces générées par différence entre pression dans et hors la boîte sur le parois latérales s'annulent entre elles).

Si tel est bien le cas, on ne peut que conclure à l'existence d'un gradient de pression généré par l'hélico. Il doit en être de même pour un avion, ou tout autre machin qui vole. Même s'il n'y a pas de boîte, puisque sa taille ne change rien au problème.

Se pose alors la question qui me semble difficile de la répartition de la surpression au sol. Quant à la dépression vers le haut ??? (un simple déplacement vers le bas des isobares ?).
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[mariposa]

Bonsoir,
Suite au (trop) long fil "Comment se fait-il qu'un avion puisse voler ?" (http://forums.futura-sciences.com/sh...ad.php?t=28445)

Tout le monde a maintenant admis qu'un hélicoptère enfermé dans une grande boîte étanche posée sur le sol (p.ex. 1 x 1 x 1km : expérience de pensée, donc ...) peut voler à l'intérieur, mais ne peut, en aucun cas, soulever cette boîte de manière continue (Newton).
Mais quelle est l'explication physique du phénomène ?

On suppose donc un hélico à l'intérieur d'une boîte cubique étanche et rigide de 1km de côté.
Fixé au milieu du plancher, un câble de 660 mètres de long, attaché sous l'hélico.
L'hélico décole, et gagne lentement une altitude telle que le câble se trouve tendu.
Pour monter plus haut (par rapport à l'extérieur), il faudrait qu'il soulève la boîte en tirant le câble : impossible selon Newton.

Quelle est la situation quand l'hélico essaye de soulever la boîte en tirant sur le câble ?
Sur la boîte agissent 2 forces "évidentes" : son poids (vers le bas) et la tension du câble (vers le haut). Si il n'y avait rien d'autre, l'hélico pourrait (on suppose qu'il dispose d'une puissance suffisante)soulever la boîte. Il y a donc autre chose. Le câble ne peut évidemment pas transmettre une force vers le bas.

La seule solution, à mon avis, est qu'il existe une surpression d'air (par rapport à l'extérieur de la boîte) au voisinage du plancher qui est "transformée" en force vers le bas. Comme la boîte est étanche, il doit aussi y avoir une dépression au niveau du plafond qui "joue" dans le même sens. (L'expérience étant "symétrique", toutes les forces générées par différence entre pression dans et hors la boîte sur le parois latérales s'annulent entre elles).

Si tel est bien le cas, on ne peut que conclure à l'existence d'un gradient de pression généré par l'hélico. Il doit en être de même pour un avion, ou tout autre machin qui vole. Même s'il n'y a pas de boîte, puisque sa taille ne change rien au problème.

Se pose alors la question qui me semble difficile de la répartition de la surpression au sol. Quant à la dépression vers le haut ??? (un simple déplacement vers le bas des isobares ?).

C'est sympa de relancer le débat car comme tu le décrits très bien la discussion n'a pas été achevée complètement ce qui insastifaisant.


D'abord un autre regard:

l'hélico attaché a un cable (que l'on peut assimilé a une tige rigide) c'est tout simplement un ventilateur dans une pièce immense!

Que se passe-t-il?

le ventilateur entraine une circulation vers le bas qui bifurque par tous les cotés et remonte vers le haut dépasse le niveau de l'hélicoptère pour se reboucler par dessus. Dit autrement il y a un système de boucles de circulation a symétrie cylindrique.

Conservation du flux de matière

si l'on effectue des sections parallèles horizontales on a autant de masse d'air qui monte que celle qui descend: cela est la conséquence du principe de conservation du flux de matière dues aux conditions aux limites sur les parois horizontales.

conservation de l'énergie

dans l'atmosphère on peut dans un premier temps négliger les pertes par viscosité turbulente. Dans ce cas on peut appliquer bernoulli.

Quand on regarde en bas loin de l'hélico les lignes de courant tendent a être horizontales et mêmes horizontales au niveau des parois. Bernoulli nous dit le lien entre pression et vitesse. Pres de l'hélico la pression est faible et la vitesse est elevée et dirigée vers le bas. En descendant les lignes de courant s'écartent la pression augmente et la vitesse diminue. Au niveau du sol la pression est remontée infiniment prés a la pression atmosphérique et la vitesse est infiniment nulle.

Remarque 1:

Dans un fluide réel la vitesse tangentielle est nulle à cause de la viscosité: c'est le problème de la couche limite. Mais attention la couche limite (au moins en régime laminaire) transmet intégralement la pression. Donc selon ce raisonnement la tendance est d'avoir une pression au plancher légérement inférieure a la pression atmosphérique!!!! (comme au-dessus de l'aile d'un avion).

Remarque 2: On peut négliger la viscosité turbulente seulement sur une certaine distance. en effet si ce n'était pas le cas l'hélico bénéficierait en retour (par haut dessus) de son propre flux, ce qui est idiot. Donc en corrigeant Bernouilli par des pertes par viscosité turbulentes, il n'y a plus de mouvement d'air au delà d'une certaine distance de relaxation, la distance de relaxation de l'energie cinétique qui est entièrement convertie en chaleur. Dans ce cas la pression au sol est rigoureusement celle de l'atmosphère, la vitesse tangentielle est rigoureusement nulle. Tout ceci en conformité avec "l'expérience".

Conservation de l'impulsion

Pour discuter la conservation de l'impulsion, j'attends d'abord les réactions sur la discussion ci-dessus.

A+

[invitea0046ad4]

Bonjour

Peut-être un éclairage un peu différent sur votre problème.
Je me demande si vous ne faites pas fausse route en considérant ce problème comme un problème de mécanique des fluides, car on peut construire une expérience tout à fait analogue sans faire intervenir d'écoulements de matière macroscopiques, au sens de la mécanique des fluides.
Voici une analogie en pression de radiations.

On remplace l'hélicoptère par un laser à une certaine hauteur du plancher, lié à ce plancher par une barre, et qui émet un faisceau vers le bas.
D'autre part, la boite est remplie d'un milieu qui diffuse la lumière, de façon isotrope, et sans absorption pour simplifier. Le laser émet un faisceau lumineux vers le bas, et subit dans le même temps une force de recul vers le haut (le faisceau emportant une quantité de mouvement dans la direction opposée).
Cette force de recul est transmise au plancher par l'intermédiaire de la barre et a donc tendance à soulever la boite.
D'autre part, le faisceau est diffusé avant d'arriver au sol. La force qui tend à soulever la boite donc n'est pas directement compensée par une force de pression de radiation dirigée vers le bas. Le faisceau est totalement diffusé, et il semble que toutes les parois subissent la même pression de radiation de ce flux diffusé, force dirigée suivant la normale à chaque face de la boite, et égale en intensité pour chaque face puisque le flux est totalement diffusé.

A première vue, il semblerait qu'en utilisant un laser arbitrairement puissant, la boite puisse s'élever dans les airs, grâce à la pression de radiation qui s'exerce au niveau du laser, ce qui est évidemment absurde.
J'ai bien l'impression que ce problème est équivalent à celui de l'hélicoptère, qu'il est peut-être plus simple à mettre en équations, et qu'il peut permettre de comprendre comment se redistribue la quantité de mouvement dans le cas de l'hélicoptère.

Il faut, à mon avis, considérer des écoulements de quantité de mouvement, et non des écoulements de matière.

Voilà, si celà vous donne quelques idées...

(variante: utiliser un laser pulsé, dont la durée d'impulsion est telle qu'on ne soit jamais en régime permanent, la durée d'impulsion étant inférieure au temps mis par le flux diffusé pour atteindre les parois).

A+

[mariposa]

Bonjour

Peut-être un éclairage un peu différent sur votre problème.
Je me demande si vous ne faites pas fausse route en considérant ce problème comme un problème de mécanique des fluides, car on peut construire une expérience tout à fait analogue sans faire intervenir d'écoulements de matière macroscopiques, au sens de la mécanique des fluides.
Voici une analogie en pression de radiations.

On remplace l'hélicoptère par un laser à une certaine hauteur du plancher, lié à ce plancher par une barre, et qui émet un faisceau vers le bas.
D'autre part, la boite est remplie d'un milieu qui diffuse la lumière, de façon isotrope, et sans absorption pour simplifier. Le laser émet un faisceau lumineux vers le bas, et subit dans le même temps une force de recul vers le haut (le faisceau emportant une quantité de mouvement dans la direction opposée).
Cette force de recul est transmise au plancher par l'intermédiaire de la barre et a donc tendance à soulever la boite.
D'autre part, le faisceau est diffusé avant d'arriver au sol. La force qui tend à soulever la boite donc n'est pas directement compensée par une force de pression de radiation dirigée vers le bas. Le faisceau est totalement diffusé, et il semble que toutes les parois subissent la même pression de radiation de ce flux diffusé, force dirigée suivant la normale à chaque face de la boite, et égale en intensité pour chaque face puisque le flux est totalement diffusé.

A première vue, il semblerait qu'en utilisant un laser arbitrairement puissant, la boite puisse s'élever dans les airs, grâce à la pression de radiation qui s'exerce au niveau du laser, ce qui est évidemment absurde.
J'ai bien l'impression que ce problème est équivalent à celui de l'hélicoptère, qu'il est peut-être plus simple à mettre en équations, et qu'il peut permettre de comprendre comment se redistribue la quantité de mouvement dans le cas de l'hélicoptère.

Il faut, à mon avis, considérer des écoulements de quantité de mouvement, et non des écoulements de matière.

Voilà, si celà vous donne quelques idées...

(variante: utiliser un laser pulsé, dont la durée d'impulsion est telle qu'on ne soit jamais en régime permanent, la durée d'impulsion étant inférieure au temps mis par le flux diffusé pour atteindre les parois).

A+

Excellente idée, j'ai volontairement retardé la discussion de la conservation de l'impulsion (et par extension du moment cinétique) car dans le contexte hydrodynamique il y a des points délicats.

Ton modèle laser est excellent car il se réduit a un "problème d'impulsions pures". Pour simplifier je propose 2 cas: 1- La paroi est absorbante, 2- La paroi est transparente.il y a Un troisième cas la paroi est réléchissante.

1- paroi absorbante

dans ce cas le Laser émet une impulsion -P (vers le bas) et recule vers le haut de P. l'impulsion -P est absorbée et donc transmise a la paroi. Le résultat est que le cable subit une traction +P vers le haut du au laser équilibrée par une traction -P due a la paroi. Donc le cable ne bouge pas ainsi que tout ce qui est lié.

Si l'on étudie l'équilibre mécanique de l'ensemble (laser + cable = boite)le total des forces extérieures reste nul avec ou sans émission de Laser.

2- paroi transparente


dans ce cas l'impulsion -P n'est pas absorbée, l'impulsion traverse la paroi, le cable subit une impulsion +P (du au laser) et rien du a la paroi et le laser s'envole avec le cable et la boite.

Si on étudie l'équilibre mécanique de l'ensemble (laser + cable + boite) le total des forces extérieures est + P qui represente la réaction (voir nota ci-dessous) de la paroi a la réémission laser.

Nota: un matériau qui est transparent est en fait un matériau qui absorbe la lumière et la rémet sans pertes.


Avant de continuer la discussion en transposant le problème au problème d'hydrodynamique j'attends des réactions sur ce qui a été dit sur les 4 postes précédents.

Et félicitations prononcées a Lambda0 pour son idée pour faire avancer le débat!

[A voir en vidéo sur Futura]

[Jeanpaul]

Voici une analogie en pression de radiations.

On remplace l'hélicoptère par un laser à une certaine hauteur du plancher, lié à ce plancher par une barre, et qui émet un faisceau vers le bas.
D'autre part, la boite est remplie d'un milieu qui diffuse la lumière, de façon isotrope, et sans absorption pour simplifier. Le laser émet un faisceau lumineux vers le bas, et subit dans le même temps une force de recul vers le haut (le faisceau emportant une quantité de mouvement dans la direction opposée).
Le faisceau est totalement diffusé, et il semble que toutes les parois subissent la même pression de radiation de ce flux diffusé, force dirigée suivant la normale à chaque face de la boite, et égale en intensité pour chaque face puisque le flux est totalement diffusé.

En admettant qu'il ne s'agisse que d'une spéculation théorique sans application pratique, il reste un os dans le raisonnement : les particules qui diffusent la lumière reçoivent la quantité de mouvement des photons. Si la matière les diffuse dans toutes les directions, ils vont réémettre une quantité de mouvement nulle. Donc forcément, les particules vont se mettre en mouvement et appuyer sur le fond, comme avec un vrai hélicoptère.

[invitea0046ad4]

rep mariposa

Bonjour

En fait, ce n'était pas tout à fait le système proposé : le boite est bien étanche pour le rayonnement, et elle contient un milieu gazeux qui diffuse le faisceau laser avant qu'il n'atteigne le fond de la boite. Le libre parcours moyen d'un photon est supposé petit devant les dimensions de la boite, et en particulier devant la distance laser-fond de la boite. On suppose donc qu'il y a suffisamment de diffusions multiples pour que toutes les faces recoivent un éclairement isotrope, créant une pression de radiation normale à chaque face. Dans ce cas, la résultante de pression de radiation du faisceau diffusé semble nulle, alors que le laser subit bien un recul, qu'il transmet à la boite.
Cette diffusion est censée être équivalente à la diffusion de l'impulsion dans le problème de l'hélicoptère, et on simplifie le problème en n'ayant pas à considérer des transports de matière macroscopiques. (en fait, peut-être un peu quand même car il faut considérer les échanges d'impulsion entre les photons et les particules diffusantes...).

Cette analogie me laissait penser que le problème initial d'hydrodynamique, et ce problème d'électromagnétisme, étaient des cas particuliers d'un problème plus général.

Mais bon, je suivrais avec intérêt la discussion du problème
hydrodynamique, sans intervenir car mes connaissance sont
un peu limitées dans ce domaine.


rep Jeanpaul:
C'est une expérience de pensée absolument sans application. J'ai simplement transposé ainsi le problème car je suis plus à l'aise en EM qu'en mécanique des fluides. La question est de comprendre comment se transmet la force qui compense le recul du laser. Il me semble qu'en régime permanent, il finit par s'établir un équilibre entre les photons et les particules diffusantes.

A+

[Jeanpaul]

C'est une expérience de pensée absolument sans application. J'ai simplement transposé ainsi le problème car je suis plus à l'aise en EM qu'en mécanique des fluides. La question est de comprendre comment se transmet la force qui compense le recul du laser. Il me semble qu'en régime permanent, il finit par s'établir un équilibre entre les photons et les particules diffusantes.

Il va s'établir un régime stationnaire mais pas un équilibre : les particules diffusantes seront mises en mouvement et il faudra bien que quelque chose les arrête.

[mariposa]

rep mariposa

Bonjour

En fait, ce n'était pas tout à fait le système proposé : le boite est bien étanche pour le rayonnement, et elle contient un milieu gazeux qui diffuse le faisceau laser avant qu'il n'atteigne le fond de la boite. Le libre parcours moyen d'un photon est supposé petit devant les dimensions de la boite, et en particulier devant la distance laser-fond de la boite. On suppose donc qu'il y a suffisamment de diffusions multiples pour que toutes les faces recoivent un éclairement isotrope, créant une pression de radiation normale à chaque face. Dans ce cas, la résultante de pression de radiation du faisceau diffusé semble nulle, alors que le laser subit bien un recul, qu'il transmet à la boite.

Oui j'ai compris ton raisonnement. c'est pourquoi j'ai simplifié le problème en relation avec le problème de l'hélico.


Su tu supposes de la diffusion, ce qui est parfaitement autorisé, tu arrives a la conclusion que la pression est isotrope sur toutes les parois. Et bien cela est faux car justement l'impulsion Totale est conservée, c'est une loi pysique incontournable. Ce qui se passera c'est que l'impulsion (E=P.c) se transporte vers le bas en diffusant latéralement. Arrivant vers le bas l'impulsion normale a la paroi est tres étalée, sa quantité par unité de surface tend vers zéro mais l'intégrale sur la surface est strictement égale à -P.

Cette diffusion est censée être équivalente à la diffusion de l'impulsion dans le problème de l'hélicoptère, et on simplifie le problème en n'ayant pas à considérer des transports de matière macroscopiques. (en fait, peut-être un peu quand même car il faut considérer les échanges d'impulsion entre les photons et les particules diffusantes...).

Oui c'est belle et bien équivalent au problème de l'hélico. donc ton idée est très bonne.

Cette analogie me laissait penser que le problème initial d'hydrodynamique, et ce problème d'électromagnétisme, étaient des cas particuliers d'un problème plus général.

Oui il s'agit de problèmes très généraux qui consistent a appliquer 4 principes:

1- Conservation de la masse.
2- Conservation de l'énergie.
3- Conservation de l'impulsion.
4- conservation du moment cinétique.

Ceci en dehors de la relativité


A+[/QUOTE]

[invitea0046ad4]

Su tu supposes de la diffusion, ce qui est parfaitement autorisé, tu arrives a la conclusion que la pression est isotrope sur toutes les parois. Et bien cela est faux car justement l'impulsion Totale est conservée, c'est une loi pysique incontournable. Ce qui se passera c'est que l'impulsion (E=P.c) se transporte vers le bas en diffusant latéralement. Arrivant vers le bas l'impulsion normale a la paroi est tres étalée, sa quantité par unité de surface tend vers zéro mais l'intégrale sur la surface est strictement égale à -P.

Oui, bien sûr, je sais bien que le raisonnement est faux globalement, par conservation de la quantité de mouvement.
Mais il me semble aussi que la pression de radiation est bien isotrope. En y réfléchissant, je crois que la poussée qui compense le recul du laser ne peut être transmise que par les particules diffusantes qui ont échangé de la quantité de mouvement avec les photons du faisceau incident (à justifier).
Et c'est en fait un peu plus compliqué qu'un calcul d'intégrale : l'objet mathématique serait plutôt une série convergente.

A+

[mariposa]

Oui, bien sûr, je sais bien que le raisonnement est faux globalement, par conservation de la quantité de mouvement.
Mais il me semble aussi que la pression de radiation est bien isotrope. En y réfléchissant, je crois que la poussée qui compense le recul du laser ne peut être transmise que par les particules diffusantes qui ont échangé de la quantité de mouvement avec les photons du faisceau incident (à justifier).
Et c'est en fait un peu plus compliqué qu'un calcul d'intégrale : l'objet mathématique serait plutôt une série convergente.

A+

Interessante ta remarque:

En effet:

1- Si il y a interaction avec le gaz, celui-ci va récupérer de l'impulsion au dépend du faisceau. Dans le meilleur des cas toute l'impulsion a basculée dans le gaz et reste rien dans la lumière et donc la pression optique est isotrope et on aura par contre une impulsion du gaz dirigée vers le bas.

2- remarque: la situation est tres théorique car si un atome récupère de l'impulsion de l'optique, le contraire sera vrai: (principe de microreversibilité en physique statistique). C'est pourquoi:

3- J'ai simplifié le problème a l'extrème en me plaçant dans le vide.

Finalement, on voie bien que l'on ne peut se débarrasser de l'impulsion et c'est heureux!!

[pmdec]

le ventilateur entraine une circulation vers le bas qui bifurque par tous les cotés et remonte vers le haut dépasse le niveau de l'hélicoptère pour se reboucler par dessus. Dit autrement il y a un système de boucles de circulation a symétrie cylindrique.

OK

Conservation du flux de matière

si l'on effectue des sections parallèles horizontales on a autant de masse d'air qui monte que celle qui descend

OK

Quand on regarde en bas loin de l'hélico les lignes de courant tendent a être horizontales et mêmes horizontales au niveau des parois.

Je pencherais plutôt pour les remarques que tu avais faites sur la relaxation : à une distance suffisante, en régime permanent établi, il n'y a pas de mouvement de l'air à partir d'une certaine distance de l'hélico. Donc pas de Bernouilli contre les parois

Donc en corrigeant Bernouilli par des pertes par viscosité turbulentes, il n'y a plus de mouvement d'air au delà d'une certaine distance de relaxation, la distance de relaxation de l'energie cinétique qui est entièrement convertie en chaleur.

Je crois qu'il n'y a pas besoin de Bernouilli pour expliquer le phénomène. Pour la relaxation, c'est déjà OK (voir ci-dessus). Pour la conservation en chaleur ... c'est plus subtil : dans le fil que j'avais ouvert sur la pression et la température, il me semble que nous sommes arrivés à la conclusion que ces deux grandeurs ont la même origine dans un gaz : ça ne dépend que de l'instrument de mesure (thermomètre pour l'énergie cinétique "globale", manomètre pour l'énergie cinétique contre une paroi, la seule qui nous intéresse !!!

Dans ce cas la pression au sol est rigoureusement celle de l'atmosphère, la vitesse tangentielle est rigoureusement nulle. Tout ceci en conformité avec "l'expérience".

OK pour la vitesse (tangentielle ou non). FAUX pour la pression : c'est la seule origine possible à la force qui "appuie" sur le plancher

Conservation de l'impulsion

Pour discuter la conservation de l'impulsion, j'attends d'abord les réactions sur la discussion ci-dessus.

A+

A mon avis, "les choses" se passent comme ça :

On suppose l'hélico à l'arrêt fixé en haut d'un mât (ça simplifie, comme tu le suggères).
L'hélico "démarre" : il "impulse" l'air qui se déplace du haut vers le bas. Il y a un transfert de matière au travers d'un plan imaginaire horizontal passant par le rotor. Cela crée obligatoirement une différence de pression entre le haut et le bas de la boîte.
Puis, cette différence ayant atteint une valeur maximale, il ne reste plus qu'une circulation d'air, comme tu le décris très bien, autour de l'hélico.
La puissance fournie par le rotor sert, une fois ce régime permanent atteint, à maintenir ce "déséquilibre".
La différence de pression au voisinge du plafond entre l'intérieur et l'extérieur a pour résultante une force vers le bas, idem pour le plancher. Leur somme est égale et opposée au lift de l'hélico. Rien ne bouge (surtout pas la boîte), sauf l'air autour de l'hélico.

Remarque : je ne crois pas qu'il soit nécessaire de faire des analogies, car le "problème" est très simple. Pourtant, il faut bien reconnaître que cette pression générée au sol par les avions* n'a pas l'air de quelquechose de communément accepté ...

*même une montolfière génère une pression sur la totalité de la surface de la Terre égale à son poids divisé par la surface de la Terre. Evidemment, ça fait pas beaucoup, mais son poids ne saurait "disparaître" quand elle quitte le sol ! Au moment où la mongolfière décolle, elle doit "générer" une "onde" de surpression qui s'étend, à la vitesse du son, à toute la surface du globe**.

**Et je maintient mon explication du bang supersonique : l'ensemble des "isobares de surpression" générés par l'avion se déplace comme l'avion, cette modification se propageant à la vitesse du son. Quand l'avion atteint cette vitesse, il y a une accumulation dans la direction du vol. Ceci est un autre sujet, si ça dit à qqun d'ouvrir un fil ? Ou on attend un peu quand on sera d'accord sur la pression au sol ?

[monnoliv]

*même une montolfière génère une pression sur la totalité de la surface de la Terre égale à son poids divisé par la surface de la Terre. Evidemment, ça fait pas beaucoup, mais son poids ne saurait "disparaître" quand elle quitte le sol ! Au moment où la mongolfière décolle, elle doit "générer" une "onde" de surpression qui s'étend, à la vitesse du son, à toute la surface du globe**.

Pas fort d'accord pour la mongolfière. Quel est son poids au sol juste avant le décolage? => 0 [N] (et ceci, avec aucun déplacement de matière).

[pmdec]

Pas fort d'accord pour la mongolfière. Quel est son poids au sol juste avant le décolage? => 0 [N] (et ceci, avec aucun déplacement de matière).

D'accord avec ton "pas d'accord" : j'ai fait un raccourci trop grand (!).
Ce que je voulais comparer, c'est la mongolfière pleine d'air froid (donc poids au sol = poids des constituants (nacelle, enveloppe, ...) en négligeant Archimède pour leur volume propre.
Puis on chauffe l'air et une pression se "répand" pour compenser la poussée d'Archimède, puis ça décolle (quand ça monte, la pression répartie sur la surface de la Terre multipliée par cette surface est égale au vrai poids de la mongolfière (sa masse multipliée par g) auquel il faut ajouter la force qui accélère la mongolfière vers le haut.

Il en est exactement comme pour un récipient plein d'eau posé sur une balance. Si on ajoute un truc quelconque dans le récipient, la balance indique en plus son poids dans l'air, et ceci que le truc flotte ou non.
C'est d'ailleurs ainsi qu'on mesure le volume d'un truc qui coule : on le suspend, et la balance indique le poids du liquide déplacé, le fil soutenant le truc n'étant plus soumis qu'au poids apparent. Si on coupe le fil, le truc tombe au fond, et l'effet sur la balance devient poids apparent + poussée d'Archimède.

Mais tu as raison, c'était mal formulé.

[pmdec]

Alors, pas d'avis sur cette "opinion hérétique" de la pression au sol générée par les avions en vol ?

[monnoliv]

Je partage le point de vue selon lequel toute impulsion verticale d'air créée par l'avion va se retrouver au niveau du sol si en cours de route aucune impulsion/force contraire (vents, obstacle, ...) ne vient la modifier (addition-soustraction vectorielle).
Mais la surface occupée par cette impulsion va en s'accroissant, donc on n'en sent pas l'effet au sol lorsque l'avion est à haute altitude.
Supposons que le sol ne bouge pas (ceci est une hypothèse comme une autre, je pense que vu l'échelle de temps considéré et la masse de la terre, elle est juste), alors l'impulsion va "rebondir" sur celui-ci et on aura bien une surpression sur le sol le temps du passage de l'avion.

Ca donne le vertige de penser que grâce à la conservation de l'impulsion on peut trouver des traces de n'importe quel mouvement d'air pour peu qu'il n'ait pas été trop perturbé.