Pourquoi une poussée d'air, ou autre, fait-elle avancer dans le vide ?

[daniel100]

Bonsoir à tous,

Ce qui suit est forcément faux ou/et très mal énoncé, merci de m’éclairer.

1er exemple :
Un petit sous-marin éjecte de l’eau vers l’arrière, le sous-marin avance, car une suppression est faite vers l’arrière ? l’eau « immobile » du milieu sert de support !

2ème exemple :
cas1 :
L’avion rafale décolle d’une piste sur terre. L’air éjecté des réacteurs, est très comprimé, « l’air immobile » sert de support pour avancer.

cas2 :
Le rafale décolle d’un porte-avions, un panneau se lève derrière les réacteurs afin d’augmenter la pression derrière le rafale, « l’éjectant » plus rapidement qu’une piste sur terre, on pourrait presque dire que le support est le panneau.

3ème exemple :
La navette spatiale envoi des petits jets d’air, ou autre, pour se mouvoir.

Ou ces jets trouvent-ils « appui » dans le vide afin de créer la pression permettant le déplacement ?

Il y a un phénomène physique des plus basic qui m’échappe.

Merci pour vos réponses,
-----

[Gloubiscrapule]

Il y a un phénomène physique des plus basic qui m’échappe.

Oui la conservation de la quantité de mouvement. Une masse M1 éjectée vers l'arrière à une vitesse V1 propulse le vaisseau de masse M2 à la vitesse V2=V1 M1/M2.

[daniel100]

Merci Gloubis,

Oui ! je sais ça, mais je cherche à comprendre, ou est le « support » dans le vide. Pour les gaz, les liquides, le magma, je comprends d’où vient cette différence de pression qui permet le déplacement, mais dans le vide, ou est ce « delta de pression » ? il est représenté par quoi ?

[Garion]

Imagine toi une boite fermée vue en coupe. Imagine qu'il y ai de la pression à l'intérieur. Cette pression exerce une force sur les 4 côtés et l'ensemble de ces forces s'annulent. LA boite ne bouge pas.
Maintenant ouvre la boite d'un coté, la pression ne s'appliquera sur les 4 mais seulement sur 3. Si tu fais la somme de ces forces, elle n'est plus nulle, et cela propulse donc le vaisseau.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Gloubiscrapule]

Ce n'est pas une histoire de pression, on pourrait tout aussi bien balancer des billes de métal ou des photons plutôt que du gaz!

Comme je l'ai dit c'est simplement la conservation de la quantité de mouvement. Éjecter du gaz (ou tout ce que tu veux) vers l'arrière propulse vers l'avant.

[daniel100]

Ce n'est pas une histoire de pression, on pourrait tout aussi bien balancer des billes de métal ou des photons plutôt que du gaz!

Comme je l'ai dit c'est simplement la conservation de la quantité de mouvement. Éjecter du gaz (ou tout ce que tu veux) vers l'arrière propulse vers l'avant.

Je suis sur un surf dans l’espace, et je jette vers l’arrière des cailloux, cela me fait-il avancer ?

[phys4]

Merci Gloubis,

Oui ! je sais ça, mais je cherche à comprendre, ou est le « support » dans le vide. Pour les gaz, les liquides, le magma, je comprends d’où vient cette différence de pression qui permet le déplacement, mais dans le vide, ou est ce « delta de pression » ? il est représenté par quoi ?

Le milieu se sert pas de support comme il a été dit. Le fluide environnant est utilisé pour l'éjecter vers l'arrière avec une impulsion plus grande que celle qu'il avait à l'avant.

Il faut se rappeler qu'un moteur fusée à une poussée plus importante dans le vide que dans l'air.
Explication: la détente dans le vide est plus efficace et les gaz éjectés prennent une vitesse plus grande.

[Mailou75]

Je suis sur un surf dans l’espace, et je jette vers l’arrière des cailloux, cela me fait-il avancer ?

Oui

Imagine qu'au lieu des cailloux tu aies un ballon de basket, et qu'on se place dans un vide "idéal",
ce qui est important c'est uniquement la différence des masses entre toi et le ballon
-si tu le pousses très légèrement, une pichenette, il reviendra vers toi à cause de la gravité,
finalement les deux éléments (toi et ballon) n'auront fait que s'écarter temporairement du centre de gravité du système
-si tu le pousses plus fort, il peut atteindre sa vitesse de libération et ne plus revenir, ainsi tu auras obtenu une vitesse (calcul de Gloubi)

Il n'y a donc pas de poussée au sens dont tu parles mais simplement une partie de la masse d'un système qui est éjectée
Donc si tu jettes ton ballon suffisamment fort tu auras acquis une petite vitesse (par rapport au centre de gravité du système initial)
et de son point de vue, le ballon qui vient de te jeter vers l'arrière aura acquis une grande vitesse (par rapport au centre de gravité du système initial)
la vitesse entre les deux entité du système est évidement la même car relative...
(NB : Quand tu "caresses" un photon, il part à c )

En espérant ne pas dire de bêtises...
Mailou

[vaincent]

Bonsoir,

Je suis sur un surf dans l’espace, et je jette vers l’arrière des cailloux, cela me fait-il avancer ?

Oui. C'est vrai que cela peut s'expliquer grâce à la conservation de la quantité de mouvement, et pas besoin de support(même si cela aide bien sûr comme sur un porte-avion). De façon équivalente, le principe d'action-réaction(3ème loi de Newton) explique ce phénomène.
On peut interpréter les choses en disant que dans le vide le support n'est autre que l'objet que tu lances lui-même, qui lui aussi va s'appuyer sur toi(inertie), de telle façon que le référentiel du centre de masse(celui attaché au barycentre) soit immobile par rapport au référentiel initial, à savoir toi et l'objet au repos

p.s: @ Mailou, la gravité est beaucoup trop faible pour que le lanceur et le ballon se rejoignent après lancé.

[Mailou75]

p.s: @ Mailou, la gravité est beaucoup trop faible pour que le lanceur et le ballon se rejoignent après lancé.

J'ai dit pichenette... il y a bien une vitesse de libération ? en dessous le ballon reviens non ?

[daniel100]

Bonsoir,


Oui. C'est vrai que cela peut s'expliquer grâce à la conservation de la quantité de mouvement, et pas besoin de support(même si cela aide bien sûr comme sur un porte-avion). De façon équivalente, le principe d'action-réaction(3ème loi de Newton) explique ce phénomène.
On peut interpréter les choses en disant que dans le vide le support n'est autre que l'objet que tu lances lui-même, qui lui aussi va s'appuyer sur toi(inertie), de telle façon que le référentiel du centre de masse(celui attaché au barycentre) soit immobile par rapport au référentiel initial, à savoir toi et l'objet au repos

Merci à tous,

Dans le vide, le support est donc l’objet (gaz ou autre) que l’on lance.

La réponse était toute simple, bien que non évidente en premier abord (pour moi bien sûr).

[vaincent]

J'ai dit pichenette... il y a bien une vitesse de libération ? en dessous le ballon reviens non ?

Oui bien sûr mais, dans ce cas ici, la vitesse de libération est tellement faible qu'il semble quasi-impossible de fournir une vitesse inférieure à celle-ci(pour un astronaute de 120 kg, et une distance de 20cm, elle de l'ordre de 0.3 mm/s !)

[Mailou75]

Oui bien sûr mais, dans ce cas ici, la vitesse de libération est tellement faible qu'il semble quasi-impossible de fournir une vitesse inférieure à celle-ci(pour un astronaute de 120 kg, et une distance de 20cm, elle de l'ordre de 0.3 mm/s !)

1m/h en effet c'est un effleurement
Merci pour le calcul
Mailou

[Aroll]

Bonjour.

Bonsoir à tous,

Ce qui suit est forcément faux ou/et très mal énoncé, merci de m’éclairer.

1er exemple :
Un petit sous-marin éjecte de l’eau vers l’arrière, le sous-marin avance, car une suppression est faite vers l’arrière ? l’eau « immobile » du milieu sert de support !

2ème exemple :
cas1 :
L’avion rafale décolle d’une piste sur terre. L’air éjecté des réacteurs, est très comprimé, « l’air immobile » sert de support pour avancer.

cas2 :
Le rafale décolle d’un porte-avions, un panneau se lève derrière les réacteurs afin d’augmenter la pression derrière le rafale, « l’éjectant » plus rapidement qu’une piste sur terre, on pourrait presque dire que le support est le panneau.

3ème exemple :
La navette spatiale envoi des petits jets d’air, ou autre, pour se mouvoir.

Ou ces jets trouvent-ils « appui » dans le vide afin de créer la pression permettant le déplacement ?

Il y a un phénomène physique des plus basic qui m’échappe.

Merci pour vos réponses,

Premièrement: non, le panneau qui se lève derrière le Rafale sur le pont du porte avions, ne sert pas à cela, mais à protéger ce (et ceux) qui se trouve(nt) un peu plus loin.
Deuxièmement, concernant précisément la propulsion, il n'y jamais besoin de s'appuyer sur quoi que ce soit d'extérieur, ce n'est pas ainsi que ça marche.

Mets toi sur des patins, et place toi à côté de quelqu'un d'autre, lui même sur des patins, donc sans appui sur le sol, puis repousse le violemment, conséquence: tu recules.
Toujours sur tes patins, prends un ballon, de préférence assez lourd ou d'une boule de bowling par exemple, entre tes mains. Lance le ballon ou la boule le plus violemment possible. Résultat : tu recules.
La différence entre la première et la deuxième expérience, c'est juste le poids de l'objet que tu éjectes (le copain est plus lourd que la boule de bowling), mais le principe est le même.
Tu peux donc imaginer utiliser des masses bien plus petites, du moment que tu les éjectes toujours plus violemment pour compenser la diminution de masse.
À chaque fois, tes mains appliquent une force de, par exemple, 98.1 N (10Kg) sur le copain, la boule ou l'objet encore plus petit et tu reçois en retour de sa part, une force équivalente (donc ici de 9.81 N (10Kg)) dirigée, cette fois vers toi (donc en sens contraire), qui te fait reculer (les patins servant à empêcher tes pieds d'adhérer au sol pour te laisser reculer librement).

Plutôt que d'éjecter un objet, une seule fois, tu peux en éjecter plusieurs à la suite l'un de l'autre (une rafale) et même plusieurs en même temps ET à la suite l'un de l'autre. Dans ce cas tu obtiens un jet.
Si tu remplaces le boule par un tuyau d'arrosage (sous forte pression quand même), au lieu de lancer un ballon, tu "lances" une multitude de molécules d'eau. Une "rafale" de" boules" hypermicroscopiques, en quelque sorte (les molécules).
Un moteur à réaction ne fait rien d'autre, il éjecte une "rafale" de molécules, certes légères, mais nombreuses et rapides.

Si tu lances une boule de bowling en étant sur des patins (à glace ou à roulettes, peu importe), tu recules EN LANCANT la boule de bowling (c'est à dire : pendant que ta main pousse sur la boule pour l'accélérer). et PAS pendant qu'elle traverse l'air ni quand ele frappe, par exemple, le mur du fond.

Si tu avais un million de bras pour lancer un milion de boules en rafale, chaque boule te repousserait au moment du lancé, et, un observateur te regardant de si loin que la rafale de boule lui semblerait "continue" aurait tort de croire que c'est le mur du fond qui te repousse en appuyant sur une imaginaire "colonne de boules".
C'est pareil pour les gaz de la fusée, ils poussent la fusée PENDANT LEUR EJECTION et PAS en s'appuyant sur le sol, ou sur tout autre support extérieur!!

Amicalement, Alain

[daniel100]

Bonjour Aroll,

Cela remet en cause tout un tas de concepts que je croyais acquits, mieux vaut tard que jamais.

Ce qui m’épate le plus, c’est qu’avec ou non un panneau derrière les réacteurs, l’accélération du rafale sera la même. C’est ça ?

[Gloubiscrapule]

Ce qui m’épate le plus, c’est qu’avec ou non un panneau derrière les réacteurs, l’accélération du rafale sera la même. C’est ça ?

Exactement. Une fois que l'air est sortie il n'a plus aucune influence sur le rafale, donc peu importe qu'il y est un panneau ou pas.

[invite765732342432]

Ce qui m’épate le plus, c’est qu’avec ou non un panneau derrière les réacteurs, l’accélération du rafale sera la même. C’est ça ?

Ca dépend si le panneau est fixé au Rafale ou pas.
S'il est fixé à lui, il n'y aura quasiment pas d'accélération car la masse éjectée par les réacteurs percutera la plaque donnant une accélération opposée à celle fournie par le réacteur.
Mais si la plaque n'est pas fixée, alors oui, l'accélération est la même.

Pour concrétiser cela, un bon moyen est de tester avec un pommeau de douche: tu le tiens par le tuyau, de manière à ce qu'il pende quand il n'y a pas d'eau. Tu allumes l'eau pour soulever le pommeau, puis tu mets ta main à 10/15 cm (pas trop près, sinon l'eau qui rebondit sur ta main va induire en erreur) => le pommeau ne bouge pas (alors que s'il y avait besoin d'un support, on se douterait que plus celui-ci est rigide, plus la propulsion serait efficace)

[Mailou75]

Cela remet en cause tout un tas de concepts que je croyais acquis, mieux vaut tard que jamais.

Pareil j'avais le sentiment que la panneau dans le cas du rafale ou la terre dans le cas d'une fusée verticale servait de support...
mais c'est vrai qu'en y réfléchissant le support en s'éloignant perdrait rapidement en efficacité !

Donc les anciens avions (à hélice) ou les hélicoptères se servent de l'air comme support dans un calcul d’aérodynamique,
et les avions à réaction font appel à un calcul "comme dans le vide", c'est bien ça ?
(pour les poussées uniquement)

Merci
Mailou

[daniel100]

Pour concrétiser cela, un bon moyen est de tester avec un pommeau de douche: tu le tiens par le tuyau, de manière à ce qu'il pende quand il n'y a pas d'eau. Tu allumes l'eau pour soulever le pommeau, puis tu mets ta main à 10/15 cm (pas trop près, sinon l'eau qui rebondit sur ta main va induire en erreur) => le pommeau ne bouge pas (alors que s'il y avait besoin d'un support, on se douterait que plus celui-ci est rigide, plus la propulsion serait efficace)

Je viens de faire l’essai (même à un cm), c’est très surprenant.

Maintenant que j’y pense, j’ai passé, il y a quelques jours, un coup de karcher sur une terrasse, et je n’ai absolument pas de souvenir d’une poussée supplémentaire à l’approche du carrelage.

[phys4]

Donc les anciens avions (à hélice) ou les hélicoptères se servent de l'air comme support dans un calcul d’aérodynamique,
et les avions à réaction font appel à un calcul "comme dans le vide", c'est bien ça ?
(pour les poussées uniquement)

Pour le calcul de poussée des avions de réaction, il faut faire la différence entre l'impulsion de l'air sortant et l'impulsion de l'air entrant. Il y a donc nécessité d'accélérer l'air pour qu'il ait plus de vitesse à la sortie qu'à l'entrée.
Dans le vide il n'y a pas d'air entrant pour une fusée.

[Hamiltonien]

Bonsoir tout le monde,

Je vais prendre un exemple qui mettra les choses au clair. Tu ne comprends par pourquoi un vaisseau peut avancer sans support, et bien mets toi sur skate board ou sur des rollers et jette une flopée de balle de tennis ou d'objets plus lourds, il est clair que tu vas avancer, pourquoi ? Car cet objet va te communiquer une impulsion. Une fusée dans l'espace pourrait bien envoyer des oranges au lieu d'un gaz mais bon ça prendrait trop de place lol. Dans ce cas-ci, il envoie des milliers et des milliers des molécules en un temps très bref.

Cordialement, Hamiltonien

[Mailou75]

Pour le calcul de poussée des avions de réaction, il faut faire la différence entre l'impulsion de l'air sortant et l'impulsion de l'air entrant. Il y a donc nécessité d'accélérer l'air pour qu'il ait plus de vitesse à la sortie qu'à l'entrée.
Dans le vide il n'y a pas d'air entrant pour une fusée.

au fait merci phys, j'avais pas vu ta reponse :/
c'est plus clair

[invite8430652d]

Bonjour, en lisant ce sujet je me suis demandé.
Si on "nage" dans le vide ( genre, comme le chien. ), on se déplacera ou bien on restera sur place ?

[phys4]

Bonjour, en lisant ce sujet je me suis demandé.
Si on "nage" dans le vide ( genre, comme le chien. ), on se déplacera ou bien on restera sur place ?

La nage est en mouvement qui permet de s'appuyer sur un certain milieu en le rejetant vers l'arrière.

S'il n'y a pas de milieu, les mouvements ne servent à rien et il n'y aura pas de déplacement.

Il est par contre possible de tourner sur soi par des mouvements appropriés : voir mouvement de retournement du chat.

[daniel100]

Il me semble avoir lu (il y a très longtemps) qu’un astronaute flottant dans le vide, pouvait en faisant des moulinets avec les mains avancer ou pivoter.

Mais possible que j’ai rêvé.

[phys4]

Il me semble avoir lu (il y a très longtemps) qu’un astronaute flottant dans le vide, pouvait en faisant des moulinets avec les mains avancer ou pivoter.

Mais possible que j’ai rêvé.

Ce n'est pas complétement un rêve : s'il flotte dans le vide à l’extérieur et donc dans une combinaison spatiale, il pourra pivoter grâce à des mouvements de rotation des bras et des jambes. Il ne pourra pas avancer c'est à dire qu'il ne peut modifier son impulsion totale. Cet exercice fait partie de l'entrainement des astronautes.

S'il flotte à l'intérieur d'un vaisseau spatial, il se trouve dans l'air, alors il peut également avancer par des mouvements de nage.

[neo62950]

sujet instructif, merci arroll car le topic etait en train de me perturber,cette histoire de panneau qui fait avancer le raffale, dans cette vision des choses, il faudarait constament un panneau derriere le raffale, une fusée devrait garder le sol pres de l'arriere pour continuer d'avancer. Cette theorie est impossible.

"Ce qui m’épate le plus, c’est qu’avec ou non un panneau derrière les réacteurs, l’accélération du rafale sera la même. C’est ça ? "
oui tout a fait, le raffale aura la meme acceleration si il est sur le sol en plein desert. si le fait de mettre un panneau derriere aiderai a decoller tout les avion decolleraients comme ca, ca economiserai le carburant.

[neo62950]

dsl pas vu la deuxieme page

effectivement dans le vide spatiale tu peut faire tout les mouliner que tu veut tu n'avancera pas, ce qui rend le deplacmeent possible c'est l'interaction entre le solide et l'air (ou ce qui l'entoure) bref sans frottement visqueux pas de deplacement, enfin il me semble sinon il faut que je refasse ma premiere année

[phys4]

bref sans frottement visqueux pas de deplacement, enfin il me semble sinon il faut que je refasse ma premiere année

Je pense que ne sera pas la peine de refaire cette première année.

J'en profite pour signaler que la possibilité de nager dans l'air d'un vaisseau reste très théorique.
L'air est à pression faible juste suffisante pour la respiration et des mouvements de nage dans la cabine seraient 4000 fois moins efficaces que ceux d'un plongeur dans l'eau.

[daniel100]

Donc, l’astronaute dans le vide, peut pivoter grâce à des moulinets avec les mains.

Pour pivoter, mes muscles créent de l’énergie afin de créer cette rotation.

Il n’y a aucun moyen, de transformer l’énergie de mes muscles, en déplacement transversal ?