L'avion et le perroquet

[phinkeltz]

Bonsoir, je sais que c'est une question bête et sans doute 1000 fois posée mais j'ai besoin de votre aide:
Soit un avion fermé pesant 1 tonne
Soit un perroquet pesant 1kg
si je pèse l'avion + le perroquet, j'obtiens 1001kg
Si maintenant j'ouvre la porte de l'avion , que le perroquet rentre dedans et que je referme la porte:
1/ le perroquet se pose sur un siège: je pèse le tout, logiquement j'obtiens 1001Kg
si maintenant le perroquet reste en vol dans l'avion SANS toucher quoique ce soit... quel est le poids visible sur la balance???
Je pense que le poids sera toujours de 1000 kg mais j'ai 5 amis sur le dos... merci de votre aide la plus scientifique possible...

[JPL]

j'ai 5 amis sur le dos... merci de votre aide la plus scientifique possible...

C'est beaucoup pour un seul homme Et le perroquet, il est où ?

[physikaddict]

Bonsoir, je sais que c'est une question bête et sans doute 1000 fois posée mais j'ai besoin de votre aide:
Soit un avion fermé pesant 1 tonne
Soit un perroquet pesant 1kg
si je pèse l'avion + le perroquet, j'obtiens 1001kg
Si maintenant j'ouvre la porte de l'avion , que le perroquet rentre dedans et que je referme la porte:
1/ le perroquet se pose sur un siège: je pèse le tout, logiquement j'obtiens 1001Kg
si maintenant le perroquet reste en vol dans l'avion SANS toucher quoique ce soit... quel est le poids visible sur la balance???
Je pense que le poids sera toujours de 1000 kg mais j'ai 5 amis sur le dos... merci de votre aide la plus scientifique possible...

Etes-vous dans l'avion ?

[Deedee81]

Salut,

En effet, c'est un classique des classiques. Mais je n'ai pas de lien donc :

Si c'est totalement hermétique et que l'avion n'est pas en vol alors 1001 Kg. Le perroquet vole en poussant sur l'air et l'air repose sur le sol de l'avion, donc... Il y aura juste des fluctuations (battements des aies, remous de l'air, vol temporairement balistique s'il se laisse tomber ), c'est donc 1001 en moyenne.

[myoper]

Le perroquet vole en poussant sur l'air et l'air repose sur le sol de l'avion, donc...

Oui mais il y aura les turbulences : (contre pression sur le toit de l'avion).
Je ne sais pas si on doit compter la dissipation de l'énergie dans l'air (négligeable ou pas).

[Deedee81]

Oui mais il y aura les turbulences : (contre pression sur le toit de l'avion).

Exact. Ce terme est plus précis que "fluctuation" que j'avais employé.

Je ne sais pas si on doit compter la dissipation de l'énergie dans l'air (négligeable ou pas).

Oui pour savoir l'effort que le perroquet doit fournir. Non pour le poids. Il n'y a pas de miracle. L'apesanteur n'a pas encore été inventée sur Terre (autrement que temporairement par vol balistique et là aussi, en moyenne, faut fournir le même effort, c'est pas pour rien que les avions pour vol balistique sont spécialement renforcés).

Au fait, c'est marrant cette variante du perroquet. D'habitude c'est une mouche dans une voiture

[myoper]

Ce que je voulais dire c'est qu'une partie de cette force sera transmise au toit de l'avion et diminuera son poids d'autant (en fait, pour être plus précis, elle devrait être inégalement répartie sur toute la carlingue et seule une partie en augmentera le poids : celle transmise au plancher) et qu'une partie de la force utilisée par le perroquet pour se maintenir en l'air ne parviendra pas au sol car "dissipée" avant.
Donc un peu moins de 1001 en moyenne ?
La force d'apesenteur est exercée sur l'air sous le perroquet mais indirectement sur le plancher de l'avion qui n'est qu'une partie de son envionnement. Je ne vois pas ce qui cloche dans ce raisonnement.

[Deedee81]

Ce que je voulais dire c'est qu'une partie de cette force sera transmise au toit de l'avion et diminuera son poids d'autant (en fait, pour être plus précis, elle devrait être inégalement répartie sur toute la carlingue et seule une partie en augmentera le poids : celle transmise au plancher) et qu'une partie de la force utilisée par le perroquet pour se maintenir en l'air ne parviendra pas au sol car "dissipée" avant.
Donc un peu moins de 1001 en moyenne ?
La force d'apesenteur est exercée sur l'air sous le perroquet mais indirectement sur le plancher de l'avion qui n'est qu'une partie de son envionnement. Je ne vois pas ce qui cloche dans ce raisonnement.

Je ne suis pas d'accord car la carlingue et le toit aussi reposent sur le plancher ! L'effort sera transmis (au moins en moyenne).

Bon, un perroquet c'est trop léger mais, qui dispose ici d'un hélicoptère pour faire l'essai dans une grande cuve (suffit de mettre quelques pèses camions sous la cuve) (je rigole, bien sûr, faut être dingue pour voler avec un hélicoptère dans une grande cuve fermée)

[harmoniciste]

si maintenant le perroquet reste en vol dans l'avion SANS toucher quoique ce soit... quel est le poids visible sur la balance???

Je ne vois pas comment peser l'avion en vol Le poids est une force qui appuie donc quelque part. Sur quoi? Si vous voulez parler de la force exercée par le fuselage sur les ailes, alors çà fera 1Kg de plus, que le perroquet soit en vol ou posé dans la cabine. L'energie du perroquet est certe dissipée en chaleur mais la force de portance des ailes du perroquet, elle, ne se dissipe pas. Elle trouve sa réaction sur l'air de la cabine, et au final sur la cabine elle-même.

[lalaindu07]

Salut
ca fera moins de 1000kg dans tous les cas car avec tout le kerozene que t'as brule en attendant de trouver la reponse tu sera plus pret des 900 kg

ok je plaisante

[myoper]

Je ne suis pas d'accord car la carlingue et le toit aussi reposent sur le plancher ! L'effort sera transmis (au moins en moyenne).

Oui tout a fait. C'est pour ça que je dis que la force s'exercant sur le plafond de la carlingue vers le haut (pression générée qui ne s'arrète pas au plancher mais va se répartir dans la cabine) aura tendance a le tirer vers le haut et donc l'alléger et celle s'exercant perpendiculairement au poids sur les "bords" ne l'augmentera pas (perdue pour le poids total).

Bon, un perroquet c'est trop léger mais, qui dispose ici d'un hélicoptère pour faire l'essai dans une grande cuve (suffit de mettre quelques pèses camions sous la cuve) (je rigole, bien sûr, faut être dingue pour voler avec un hélicoptère dans une grande cuve fermée)

Oui, par exemple, les avions a hélice dont la coupe franche (capot avant type AT6) est quasiment de la même surface que celle battue par l'hélice devraient avoir des problèmes pour seulement avancer (de même pour les modèles réduits qui ont parfois de très petites hélices trés rapides).

L'hélico dans la boite a été posée mais je ne retrouve plus le fil pour voir s'il y avait le modèle physique de l'écoulement d'air et les pressions générées.

[curieuxdenature]

Bonsoir, je sais que c'est une question bête et sans doute 1000 fois posée mais j'ai besoin de votre aide:
Soit un avion fermé pesant 1 tonne
Soit un perroquet pesant 1kg
si je pèse l'avion + le perroquet, j'obtiens 1001kg
Si maintenant j'ouvre la porte de l'avion , que le perroquet rentre dedans et que je referme la porte:
1/ le perroquet se pose sur un siège: je pèse le tout, logiquement j'obtiens 1001Kg
si maintenant le perroquet reste en vol dans l'avion SANS toucher quoique ce soit... quel est le poids visible sur la balance???
Je pense que le poids sera toujours de 1000 kg mais j'ai 5 amis sur le dos... merci de votre aide la plus scientifique possible...

Bonjour

déjà pour parler de poids il y a une erreur, un poids est une force donc la balance on oublie.
Si tu raisonnes en terme de masse alors il n'y a pas d'ambiguïté, la masse de l'ensemble sera de 1001 kg et le carburant dépensé pour accélérer le tout devra prendre la masse du plumé en compte.
Comme déjà dit, c'est un remake de la mouche dans le bocal, ou du poids de 2 aimants, une fois collés, une fois l'un d'eux en lévitation forcée.

[myoper]

déjà pour parler de poids il y a une erreur, un poids est une force donc la balance on oublie.

Je parle bien de l'avion sur une balance.

...ou du poids de 2 aimants, une fois collés, une fois l'un d'eux en lévitation forcée.

Je ne sais pas comment se pose le problème des deux aimants l'un exercant "complétement sa force" sur l'autre (?) au contraire du perroquet qui n'a pas de liaison rigide avec l'avion (et/ou son plancher) mais qui exerce sa sustentation dans l'air, c.a.d. par l'intermédiaire d'un fluide compressible.
Et de la même façon qu'on ne pourra plus percevoir la pression au sol d'un oiseau en vol a partir d'une certaine hauteur, cette force sera dissipée et répartie dans la carlingue si les parois son assez éloignées du dit oiseau par l'intermédiaire du fluide (...).

Un peu comme quand on met un mixer a main dans un bocal. Le flot est dirigé vers le bas par l'hélice du hachoir mais le niveau monte (vers le haut dirait Lapalisse) et si le fluide avait été enfermé dans un pot étanche, on constaterait une augmentation de la pression sur toutes les parois (fluide).

Je dirais donc que si la carlingue est assez grande, l'avion restera a 1000 Kg sur la balance, le perroquet en vol mais "plus" au décollage de l'oiseau.

[Pio2001]

Bonjour,
Le problème de la mouche dans le bocal / sous-marin / voiture / oiseau dans le camion / hélicoptère dans une boîte / perroquet dans l'avion... est un cas longuement discuté. Exemple : La mouche dans un bocal !

Avant que le fil ne se noie dans d'interminables pages de propositions, hypothèses et discussions, donnons la réponse exacte : le poids de l'oiseau est bien ressenti par la balance.

L'expérience a été menée par Mythbuster avec des pigeons, puis un hélicoptère en modèle réduit, dans une remorque de camion : http://www.youtube.com/watch?v=yxoOGoVn1dM

La balance indiquait bien le poids des pigeons et de l'hélicoptère, même lorsque ceux-ci ne touchaient pas le sol.

Il est difficile de modéliser complètement cette expérience, mais je pense qu'il serait intéressant de le faire. Je vais proposer un début.

Tout d'abord, l'oiseau. On le suppose en vol stationnaire à l'intérieur de la boîte. Comme son centre de masse ne subit pas d'accélération, le bilan des force qui s'y appliquent est nul.
L'oiseau subit donc une force opposée à son poids, dirigée de bas en haut.
Cette force est donnée par l'appui qu'il prend sur l'air en battant des ailes.

On peut proposer un modèle dans lequel la force de portance est donnée par la différence de pression entre les deux côtés des ailes. J'ai essayé avec un autre modèle dans lequel la force de portance résulte de l'accélération de l'air qui traverse le plan des ailes.

Figure 1, j'ai représenté l'oiseau. L'air circule de haut en bas. Il arrive par le haut avec une vitesse v1, traverse le plan des ailes et ressort de l'autre côté avec une vitesse v2 supérieure à v1.
La force nécessaire pour accélérer l'air depuis la vitesse v1 vers la vitesse v2 est donc égale au poids de l'oiseau.

Figure 2 j'imagine l'oiseau enfermé dans une boîte cylindrique, en vol stationnaire au centre de celle-ci. Le flux d'air dans la boîte a une structure torique. Il circule de haut en bas au centre de la boîte, et de bas en haut le long des parois de la boîte.

L'air gagne de l'énergie cinétique en traversant le plan des ailes de l'oiseau. Où cette énergie est-elle dissipée ? Dans le ralentissement de l'air le long du cycle, qui revient au-dessus du plan des ailes avec une vitesse inférieure à celle à laquelle il l'avait quitté par en-dessous.
Qu'est-ce qui fait ralentir l'air ? On peut proposer les frottements contre les parois de la boîte, ou les frottements visqueux internes à la masse d'air.

Là, les choses se compliquent, car on peut imaginer que l'air ralentit par viscosité à la vitesse v1 avant d'atteindre le fond de la boîte. On ne peut alors plus déduire le repoprt du poids de l'oiseau en utilisant les forces de défléxion des courants d'air au fond et au sommet de la boîte.

Pourtant, même si l'énergie cinétique est dissipée localement, la force est reportée au fond de la boîte. Comment ? Raisonnons par analogie.

Je pense que le vol de l'oiseau est complètement analogue à l'expérience illustrée figure 03.
Dans une boîte hérmétiquement close, une échelle de corde est tendue autour de deux poulies. La poulie du bas peut tourner librement, sans frottement.
La poulie du haut, en revanche, est reliée à une hélice enfermée dans une boîte remplie de miel. Sa rotation est ralentie par frottement visqueux.
Un bonhomme se tient sur l'échelle. Les poulies pouvant tourner, il perd de l'altitude. Il remonte donc le long de l'échelle en escaladant les échelons afin de se maintenir à hauteur constante.

De même que l'oiseau, le bonhomme, s'il ne bat pas des "ailes", chute.
De même que l'oiseau, il prend appui sur un support mobile pour se maintenir en place.
De même que l'air de la boîte circule de façon cyclique, l'échelle de corde tourne en rond.
De même que l'air dissipe l'énergie fournie par l'oiseau par frottements, le pot de miel dissipe l'énergie fournie par le bonhomme par frottements.

Figure 4 se trouvent les forces éxercées par l'échelle sur ses supports, plus le poids du bonhomme.
Attention, les forces en noir, bleu et vert constituent le bilan des forces exercées par l'échelle sur son environnement, poids négligé. Le poids du bonhomme, en rouge, ne fait pas partie de ce bilan.
En revanche, les forces T2, T3 et P constituent le bilan des forces exercées sur l'échelon sur lequel se tient le bonhomme, et qui est immobile.
T2 = P + T3

Les différentes portions d'échelle exercent des tensions égales et opposées à leurs extrémités :
T5 + T6 = 0
T1 + T2 = 0
T3 + T4 = 0

T3, T4, T5 et T6 sont petites devant T1, T2 et P.

Le bilan des forces exercées sur les poulies est la somme vectorielle T1 + T4 + T5 + T6. Elle est voisine de T1, qui est la force la plus importante, elle-même voisine de P.

Sur la poulie du haut, la différence entre les points d'application de T1 et T6 exerce un couple qui fait tourner la poulie. Le travail de ce couple est dissipé dans le pot de miel.

L'intérêt de cette analogie est de voir que malgré la dissipation complète de l'énergie développée par le bonhomme dans le pot de miel, son poids est intégralement reporté sur les poulies !

Je pense qu'il en est de même avec l'air qui soutient l'oiseau. Même s'il dissipe complètement l'énergie développée par l'oiseau, cela ne l'empèche absolument pas de reporter intégralement son poids sur le fond de la boîte.

[myoper]

La balance indiquait bien le poids des pigeons et de l'hélicoptère, même lorsque ceux-ci ne touchaient pas le sol.

Ma question est ici : le poids total ?

Je suis d'accord en partie avec ta démo (tout le début).
C'est l'estimation des pertes qui me pose problème. Car si la poulie est une bonne approche de départ (j'ai fait le même raisonnement au départ), elle représente une transmission de force rigide et directionnelle contrairement a un fluide (si les vecteurs s'annulent bien deux a deux a un endroit très proche des ailes (au contact, en fait), cela devient de moins en moins vrai au fur et a mesure qu'on s'en éloigne : sinon on sentirait le même courant d'air quand il nous frole ou quand il nous survolle a bonne hauteur - forcément).

La ou je diffère, c'est a la fig 2 (la citroulle) ou tu mets des forces qui restent "fixes" alors que ce sont des pressions qui n'ont pas de raison de rester directionnelles au fur et a mesure que l'on s'éloigne du centre la perturbation.
La liaison entre l'air (appui du piaf) et le plancher-environnement répond a la mécanique des fluides (reporté dans le pot de miel et pas sur la poulie) : ce ne sont plus des forces mais des pressions.

Si le poids total était reporté sur le fond de la boite, l'exemple que j'ai donné et que chacun peut réaliser ne serait pas possible. A savoir observer la montée du niveau d'un liquide (pression vers le haut) quand on met un mixer a main dedans.
Cela signifierait aussi que la transmission d'une pression dans un fluide est directionnelle.
La différence avec l'avion est que l'air est compressible, ce qui peut amortir les forces d'une certaine façon mais qui viendra de toute façon se répercuter sur les parois.

Je suis d'accord avec toi pour dire que tant que le sol est pris dans la turbulence, le poids sera en plus grande partie reportée dessus mais dès que les parois en seront suffisamment éloignées, il n'y a pas de raisons de penser que la pression de l'air n'aura pas tendance a se répartir uniformément (par exemple, pression sur le fond et le coté d'une pompe a vélo).