Vol stationnaire & puissance mécanique

[EspritTordu]

Bonjour,

Quel est la puissance (et son travail) mécanique pour qu'un objet d'une masse m puisse se tenir en vol stationnaire au dessus du sol à une altitude h ?

La masse m doit exercer une force F opposée à la seule force existante (on oublie l'air), la force de pesanteur Fg, dissons de 10 m.s-2.
Si le vol est stationnaire, sa vitesse v est nulle, donc si la puissance nécessaire vaut P=F*v, P vaut donc 0... Il y a un problème, non?

Merci d'avance de m'éclairer...

[Lambda0]

Bonjour,

Quel est la puissance (et son travail) mécanique pour qu'un objet d'une masse m puisse se tenir en vol stationnaire au dessus du sol à une altitude h ?

La masse m doit exercer une force F opposée à la seule force existante (on oublie l'air), la force de pesanteur Fg, dissons de 10 m.s-2.
Si le vol est stationnaire, sa vitesse v est nulle, donc si la puissance nécessaire vaut P=F*v, P vaut donc 0... Il y a un problème, non?

Merci d'avance de m'éclairer...

Ben oui, il manque l'énergie cinétique du fluide éjecté dans ton bilan.

A+

[EspritTordu]

Ben oui, il manque l'énergie cinétique du fluide éjecté dans ton bilan

Cela signifie donc que pour envisager un vol stationnaire d'une masse m quelconque, on doit considérer la vitesse d'un fluide éjecté par la masse elle-même ? Je ne comprends pas très bien : je fais le bilan de ma masse et me voilà en train de faire celui des particules émises... J'entends que pour assurer un vol stationnaire, il ne faut pas forcément un fluide émis : comment explique-t-on alors la lévitation des aimants supraconducteurs qui n'émettent pas de fluide ?

[spitfireman]

bah je pense que la puissance necessaire depend de comment tu fait léviter ton engin
si c'est des aiments supraconducteurs, un helico (qui marche par depressions au niveau des pales, si c'est avec un réacteur, etc

[Lambda0]

Hum, c'est vrai que je prenais un cas particulier, j'étais dans mon trip "fusées et réacteurs".
Ok avec spitfireman.
Sinon, pour changer un peu des supraconducteurs et champs électromachintrucs, on peut laisser ce vieil Archimède faire le boulot : dans la nacelle d'un ballon gonflé à l'hélium
Question puissance à fournir, y a pas mieux.
Ou alors regarder les petits oiseaux.
Bon d'accord, ça marche que dans l'air, mais c'était pas interdit par l'énoncé.

Bye

[curieuxdenature]

Cela signifie donc que pour envisager un vol stationnaire d'une masse m quelconque, on doit considérer la vitesse d'un fluide éjecté par la masse elle-même ? Je ne comprends pas très bien : je fais le bilan de ma masse et me voilà en train de faire celui des particules émises... J'entends que pour assurer un vol stationnaire, il ne faut pas forcément un fluide émis : comment explique-t-on alors la lévitation des aimants supraconducteurs qui n'émettent pas de fluide ?

Bonjour EspritTordu,
un vol stationnaire c'est en somme, une fusée qui est juste sur le point de décoller.
La poussée est proportionnelle à la masse ejectée chaque seconde multipliée par la vitesse d'ejection.
Pour decoller de terre une masse de 1 tonne, il faut par exemple, ejecter chaque seconde, une masse de 1 Kg à 10 000 mètres/seconde le produit donne les 10 000 Newtons necessaires pour annuler la gravitation.


Avec un hélicoptère, c'est pareil, ejection vers le bas d'une quantité d'air à une vitesse constante.
Ce qui est important est la FORCE correspondant au poids du véhicule soumis à la FORCE d'attraction de la Terre.

Dans un aimant, la force portante est donnée par:

force en Newtons, B en Tesla S en m²

[Jeanpaul]

Bonjour,

Quel est la puissance (et son travail) mécanique pour qu'un objet d'une masse m puisse se tenir en vol stationnaire au dessus du sol à une altitude h ?

La masse m doit exercer une force F opposée à la seule force existante (on oublie l'air), la force de pesanteur Fg, dissons de 10 m.s-2.
Si le vol est stationnaire, sa vitesse v est nulle, donc si la puissance nécessaire vaut P=F*v, P vaut donc 0... Il y a un problème, non?

Merci d'avance de m'éclairer...

Tout dépend si tu peux prendre appui sur la terre ou pas. Si tu peux (ficelle, piédestal, aimant ou autre) pas de problème : pas de consommation d'énergie.
Si tu ne peux pas (fusée, hélico...) alors il faut éjecter chaque seconde une masse m de gaz telle que m v = P, ce qui nécessite de lui fournir chaque seconde une énergie 1/2 m v² = 1/2 P v. P est le poids (M g) de l'objet.
La puissance requise est donc 1/2 P v au moins.

[spitfireman]

faux curieuxdenature un helicopter ne vole pas grace a l'air qu'il ejecte! c'est une idée recue comme pour une helice.. et c'est la la difference avec la fusée ce n'est pas par reaction que l'helico vole.
je m'explique:
une pale d'helico ou d'helice, c'est comme l'aile d'un avion ou la voile d'un bateau, ca fonctionne grace a la depression au niveau de l'extrados (surface superieur d'une aile, ou de la pale d'helice, surface bombé de la voile, surface la plus en avant de l'helice) due a une difference de vitesse d'air avec l'intrados (le dessous de l'aile) sauf que sur l'aile l'aire avance car l'avion avance et que sur une pale d'helico ou une helice l'air circule car c'est la pale qui tourne et crée le vent relatif. sur un bateau c'est l'air qui circule tout seul. pour vous donner une idee la force de la depression sur l'extrados d'une voile peut etre jusqu'a 7 fois superieur je croit a la pression que le vent exerce sur l'intrados
voila en esperant n'avoir pas ete trop brouillon si c'est le cas dites le moi j'essairai de reexpliquer

[Ged]

Un petit bémol Spitfireman c'est quand l'hélicoptére il y a l'effet de sol quand (il n'en est pas trop éloigné) qui l'aide à ce sustenté.
Par contre quand il en est trop prés il y a phénoméne de recirculation qui lui fait perdre de la portance mais c'est un autre sujet.

[spitfireman]

l'effet de soll c'est quand il est a quelques mettre... on peu dire aussi la meme chose pour un avion au decollage mais pour eux c'est minime...
par contre les ekranoplan eux.....
http://www.airbornegrafix.com/Histor...ns/ekrano1.htm

[curieuxdenature]

Merci de compléter, et à la limite on peut aussi dire que dans mon exemple, il faut tenir compte de la pression atmosphérique qui contrecarre l'ejection des gaz.

C'est pourquoi la formule est plus juste dans le vide que sur terre, au décolage il faut en plus tenir compte de l'adaptation de la tuyère.

Avec l'hélico ou l'avion, l'hélice est considérée comme se vissant dans l'air, et la force portante est bien calculée par rapport au volume d'air déplacé par seconde, donc en rapport avec la surface de l'helice et de sa vitesse angulaire(en tours par seconde). L'effet à considérer est qu'il faut une force pour bouger le bébé.

[spitfireman]

ouai.... pour les ventilo maispour une helice d'avion je suis pas sur.....
on parle de pas mais je suis pas sur qu'on parle de volume... a verifier.
mais de toute facon le probleme de l'avion et de l'helico c'est qu'ils sont indisociables de l'air et que selon la trainée, et le poid de l'engin il faudra plus ou moin de puissance