Bonjour
Attention, le vent exerce une force sur la montgolfière proportionnelle à sa vitesse relative. Le bilan est différent si le ballon est captif.
Par ailleurs le Cx ne va donner qu'une approximation de cette force, car l'enveloppe se déforme ; c'est l'exemple du drapeau qui offre un profil très étroit au vent, et qui pourtant exerce une résistance telle qu'il tient en l'air sous l'effet du vent.
j'ai incliné la tête et la vérité me fut révélé..
Merci pour ce croquis, c'est bien explicite.
Sinon pour les deux vecteurs en trait fin c'est bien
-celui du bas (image tournée) P+R
-celui du haut Fa+R
Bonjour Boumako,
effectivement dans notre calcul (merci pour les coups de main) La déformation du ballon n'est pas pris en compte...
L'hypothèse est de dire que la montgolfière est considéré comme une sphère lisse indéformable...ce qui n'est pas réaliste.
Inclure la notion de déformation c'est difficile à faire d'après vous?
Je pense que ça se corse beaucoup en effet, personnellement je ne sais pas le prendre en compte.
Bonjour
Mille et une excuse pour l'orientation du dessin...
Maintenant s'il faut tenir compte de tous les effets secondaires, cela va rapidement devenir une affaire de spececialistes et il faudra sans doute affiner les modèles de calcul en soufflerie.
Je pense que les ordres de grandeurs sont corrects
Il y'a a sans doute des écarts entre le modèle e calcul et la réalité. on peut citer
le rayon ne fait pas exactement 14 m
le ballon n'est pas sphérique
on a pas tenu compte de 'aspect de surface
on a négligé les sus-pentes et la nacelle
la vitesse du vent n'est pas constante à 5m/s
La vitesse du vent n'est pas la même pres du sol et 14m au-dessus.
il faudrait prendre en considération la température e l'air et la pression atmosphérique qyui joue sur la densité de l'air
On pourrait sans doute trouver d'autres écarts entre le modèle de calcul et la réalité. Le principal est d'avoir pris en considération les éléments dominants pour faire des évaluations correctes.
En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)
Attention, Boumako, car quand la montgolfière "vole", le vent n'exerce plus aucune force, le ballon évolue dans la masse d'air , le vecteur vitesse est obtenu par l'addition du vecteur vertical vitesse de montée, et horizontal, vitesse du vent .Bonjour
Attention,le vent exerce une force sur la montgolfière proportionnelle à sa vitesse relative. Le bilan est différent si le ballon est captif.
Par ailleurs le Cx ne va donner qu'une approximation de cette force, car l'enveloppe se déforme ; c'est l'exemple du drapeau qui offre un profil très étroit au vent, et qui pourtant exerce une résistance telle qu'il tient en l'air sous l'effet du vent.
Le coefficient de trainée n'intervient pas, horizontalement du moins, mais uniquement en vertical .
1max2mov
Je suis d'accord sur ces restrictions, à part sur un point : Il faut impérativement prendre en compte la vitesse relative et non 5m/s, ou bien raisonner en transitoire (on considére la montgolfière initialement attachée, subitement libérée et on cherche l'évolution de sa vitesse) sinon le calcul n'a aucun sens. Prenons par exemple une barque qui dérive sur une rivière : Sa vitesse sera pratiquement égale à celle de l'eau, la poussée sur la barque est quasiment nulle.
Oui c'est précisément le point que j'ai souligné et que personne n'avait apparemment relevé.Envoyé par triall
Dernière modification par Boumako ; 28/06/2014 à 15h34.
Pour la vitesse relative, elle n'intervient pas lorsque le ballon est supposé fixe au sol.
Le calcul approximatif de la force du vent de 5 m/s est bonne alors à ce moment la,
c'est lorsqu'il décolle (entre en mouvement qu'il perd la traînée due au vent..)
non?
Dernière modification par bagybag ; 28/06/2014 à 15h40.
Bonjour
En effet, le dessin et les calculs sont faits dans le cas ou le ballon est retenu au sol.
Si il est libéré et vole dans le vent, il est entrainé par le vent.
Sa vitesse de montée sera donnée par l'écart entre la poussée d'Archimède et le poids.
Compte tenu de son Cx il atteindra rapidement sa vitesse limite de monté.
Ensuite, il sera nécessaire d'examiner sa conception, pour calculer son plafond d'altitude et faire des hypothèse sur l'atmosphère standard .
En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)
Oui, comme un parachutiste qui saute, il atteint une vitesse limite qui est calculable avec le cx et la masse .
C'est assez loin pour moi mais il faut résoudre, en posant que la somme des forces de frottement , et de poids, est égale à m.dv/dt :Cela donne avec Cx coefficient de frottement ; V vitesse de montée , m masse de la montgolfière, g accélération de la pesanteur .
Cx.V² +mg =m.dv/dt ,
Ce que je ne sais pas(plus) faire, mais si l'on cherche la vitesse limite, on pose dv/dt=0 , la vitesse étant constante, l'accélération est nulle .
Au signe près on a V , Vitesse limite en montée V=rac(mg/Cx)
Dernière modification par triall ; 28/06/2014 à 16h15.
1max2mov
Bonjour;,
Tout à fait
Ici tu as la résistance de l'air R = 1/2 Cx d S V^2
Le volume de la sphère = 4/3 pi R^3 comme Pi R^2 = S alors V = 4/3 S R et archimède A = 4/3 S R d
Le poids du ballon et de tout son gaz est P = mg
La poussée est 4/3 R d - mg
l'équation du mouvement selon la verticale 4/3 S R d - mg - 1/2 Cx d S V^2 = m dV/dt
lorsque la vitesse limite est atteinte dV/dt = 0
V^2 = 2 (4/3 S R d - m g) / ( Cx d S ) = 8/3 R /Cx -2 m g / (Cx d S )
En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)
Ok, calculair j'avais posé F force de frottement=Cx .V²
Je ne comprends pas cette notion de vitesse relative , en captif , la vitesse du vent est celle par rapport au sol évidemment .Pour la vitesse relative, elle n'intervient pas lorsque le ballon est supposé fixe au sol.
Le calcul approximatif de la force du vent de 5 m/s est bonne alors à ce moment la,
c'est lorsqu'il décolle (entre en mouvement qu'il perd la traînée due au vent..)
non?
En vol, dans la montgolfière, il n'y a plus de vitesse du vent , le ballon prend la vitesse du vent et vole à cette vitesse par rapport au sol .
Il n'y a pas lieu de parler de vitesse relative , ici , je pense .
Maintenant oui, quand le ballon est lâché, il se passe un petit instant où le ballon subit la force du vent, puis la montgolfière ne subit plus de vent apparent , omis les rafales , elle vole à la vitesse du vent comme une barque entrainée par le courant.
1max2mov
Bonjour
Je suis du même avis que toi .
Lorsque le ballon est lâché, il prend la vitesse du vent. Sa vitesse par rapport au vent est donc nulle;
Il reste cependant sa vitesse ascensionnelle. celle-ci diminuera en principe, puisque le volume de ballon est supposé constant et la densité de l'air diminue avec l'altitude.
En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)
Bonjour.
J'ajouterai que cette notion de vitesse limite verticale peut nous renseigner sur le Cx de la montgolfière.
En effet quand le ballon atteint sa vitesse verticale stable à une certaine altitude, la force de frottement verticale est exactement égale à la poussée(résultante des forces verticales) Poussée=Force d'Archimède-(moins) poids du ballon .
Comme le ballon est sphérique,le frottement est égal en vertical ou horizontal: si par exemple le ballon monte à 5m/s en basse atmosphère; et si sa poussée égale 5000 Newton on peut en déduire qu'un vent de 5m/s horizontal provoque une force de 5000 Newton de frottement .(Ballon captif !)
1max2mov
bonjour
pour être plus précis,il faudrait tnir compte du vent sur la nacelle,le coefficient de trainée au vent est de 0,8 et sous le vent 0,50 soit Ct=1,30x par le maître couplexq
cordialement
géagéa
il ne faut pas prévoir l'avenir,il faut le rendre possible(St.Exupéry)
Bonsoir, je repasse par la simplement pour vous remercier de votre aide,
ce topic ma beaucoup aidé, merci encore à tous
