Action-reaction---ça depend de quoi????

[invite96a93ba8]

Salut
Je prend l'exemple d'un ventilateur de PC, quand je le fait tourner et que je le balance en bas en ne le tenant que par le fil d'alimentation j'appercoit que le ventilo avance un peu dans le sens contraire de l'air qu'il genère.
Bon, c'est tout a fait normal et c'est le principe d'action-reaction.
Maitenantde si le ventilateur a avancé c'est qu'il y a une force.
De quoi est ce qu'elle depend?
De la vitesse de l'air ?
Du debi du ventilateur?
De la vitesse de rotation des pales?
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Le debit varie d'un ventilateur a un autre.
La vitesse de l'air peut varier en fonction de la section du ventilateur a l'endroit où l'air généré sort.
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[invite3d779cae]

Salut

Cette loi d'action-reaction decoule du principe de conservation de l'energie d'un systeme

Tu deplace de l'air, donc tu donne a une certaine quantité d'air une certaine energie cinetique. Donc la force appliqué sur le ventilateur depend de la quantité d'air accéléré par le ventilateur et jusqu'a quelle vitesse elle est accéléré, et ceci depend forcement de la taille de ton ventilateur ( ou plutot des pales) et de la vitesse a laquelle elles tournent.

Donc en fait ca depend de tout ce que tu as mentionné, mais tous ces parametres sont reliés entre eux.

[invite96a93ba8]

Sakut
Oui, mais si on veut ne prendre en compte qu'un seul parametre (pour choisir mon ventilateur) est ce qu'on peut raisonner ainsi:
Le debit est proportionnel a la vitesse de rotation et a la taille des pales.
Donc plus le debit est important plus la force générée et importante
Regarder ceci:
http://www.gotronic.fr/catalog/refro...ntilateurs.htm
Est ce qu'il suffit de choisir le ventilateur qui possède le plus de débit (m3/H) et être sûr que c'est lui qui générera le plus de poussée?

[invite88ef51f0]

Salut,
La poussée est égale au produit du débit massique par la vitesse de l'air. Mais je pense que le débit doit être environ proportionnel à la vitesse de l'air multiplié par la surface du ventilateur, donc effectivement, le ventilateur qui présentera la meilleure poussée est celui ayant le meilleur débit.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite96a93ba8]

Bon bah d'après le chapitre des turbomachines de mon livre d'aviation on a :
F=D* (Vj-V)
où:
D: débit
Vj: Vitesse de l'aire a la sortie de la turbine
V: vitesse de l'air a l'entrée de la turbine
Mais si ça se trouve, l'air a l'entrée du ventilateur a une vitesse V = 0 m/s
d'après la formule du débit:
Q = V*S (Q est D qui est le debit), S section et V la vitese du fluide de façon générale.
on peut savoir d'après le tableau de la page web que je vous ai donné la force et comparer.
Non???
Mais imaginons que le ventilateur avance sous l'action de sa propre poussée, quel sera alors sa vitesse? serais elle = a Vj, donc F dans ce cas = 0 le ventilateur aura tandance a s'arreter...et V rechute, la difference entre V et Vj augmente et la poussée augmente ca manège va continuer???
a moins que le ventilateur n'avancera jamais aussi vite que l'air qu'il genère.
A props de vitesse d'air, j'ai des doutes sur les calculs du tableau
prenons par exemple le ventilateur :BLC120- 12
Q=65
qqun pourrait il me dire ce qu'il retrouve comme vitesse a la sortie du ventilateur
perso j'ai trouvé 1.25m/s, ça me parait ridicule comme vitesse

[invite88ef51f0]

Dans un cas idéal sans frottements, le ventilateur atteint la vitesse Vj (et l'air ne bouge même plus )... mais ça reste une vitesse limite.
Pour ce qui est de la vitesse de sortie, 1.25 m/s me paraît être dans le bon ordre de grandeur (c'est pas un turboréacteur non plus ), mais je pense qu'en fait toute la surface du ventilo n'est pas utile, donc la vitesse réelle doit être légérement supérieure...

[invite96a93ba8]

qq chose ne va pas:
2 formules:
Q = S*Vj
F = Q* Vj-V
Le ventilateur est immobile --> V=0
donc F = Q*Vj
or: d'après l'eq (1):
Vj=Q/S
en remplace dans la seconde equation ça donne:
F=Q*Q/S
alors là comment doit on choisir le debit: en m3/H (pour un resultat optimiste) ou en m3/s (pour resultat realiste)
soit pour le ventilo 12*12 dont le debit est de 125m3/h soit 0.03m3/s
une poussée de 0.083 N soit environs 0.083/9.8 = 0.0085Kg = 8.5g
mes calcules sont bon ou pas???
mes calculs sont bon ou pas???

[invite96a93ba8]

Et si on place un cône derrière le ventilateur est ce qu'on gagne en poussée?
d'après la formule oui, mais qui dit que le debit annoncé par le fabriquant restera constant??? soit 125m3/H

[invitea29d1598]

juste une tite remarque

Cette loi d'action-reaction decoule du principe de conservation de l'energie d'un systeme

en fait, elle resulte de la conservation de la quantite de mouvement plutot que de celle de l'energie: meme pour un systeme ou une partie de l'energie macroscopique disparait pour devenir de la chaleur (energie cinetique microscopique) le principe s'applique (en tous cas en physique newtonienne car en physique relativiste le principe d'action-reaction n'est plus verifie meme si la quantite de mouvement relativiste est une quantite conservee). M'enfin, je suis pas en train de dire que vous devriez prendre en compte des corrections relativistes dans vos calculs de ventilateur...

[invite3d779cae]

meme pour un systeme ou une partie de l'energie macroscopique disparait pour devenir de la chaleur (energie cinetique microscopique) le principe s'applique

Je ne suis pas d'accord avec toi. Je m'explique : quand je prends ma voiture elle a une quantité de mouvement p=mv, si je freine p->p'=mv' avec v>v' donc p>p' la quantité de mouvement de ce systeme n'est pas constante ! Mais par contre l'energie l'est toujours !

l'energie thermique dissipée par les frein + l'energie cinetique = constante

[invitea29d1598]

Je ne suis pas d'accord avec toi. Je m'explique : quand je prends ma voiture elle a une quantité de mouvement p=mv, si je freine p->p'=mv' avec v>v' donc p>p' la quantité de mouvement de ce systeme n'est pas constante ! Mais par contre l'energie l'est toujours !

l'energie thermique dissipée par les frein + l'energie cinetique = constante

tu oublies les frottements des pneus qui dissipent pas mal.... Si tu ne les avais pas, tu n'aurais pas besoin de moteur dans ta voiture (d'ailleurs il ne pourrait meme pas servir), il suffirait de pousser un peu au debut et elle roulerait eternellement (c'est le principe pour les fusees hors de l'atmosphere: on donne une impulsion initiale et apres ca avance tout seul).

Et d'ailleurs, sans frottements, tes freins ne marcheraient pas non plus: les freins freinent les roues, mais la voiture ne s'arrete que grace aux frottements des pneus sur la route qui sont la source de la perte de quantite de mouvement et d'energie de ton systeme. Mais justement: en retour (principe d'action-reaction) "la route frotte sur tes pneus" et la Terre recule quand ta voiture avance...

pour te convaincre un peu plus, considere le cas d'un objet pose sur la glace. Ou mieux: un patineur. Tu vois bien les problemes qu'il a a se mettre en mouvement: il n'y parvient que grace aux frottements sur la glace, ce qui permet un transfert d'energie et de quantite de mouvement du patineur a la piste.

[invite3d779cae]

Mais je suis entierement d'accord avec toi, mais

meme pour un systeme ou une partie de l'energie macroscopique disparait pour devenir de la chaleur (energie cinetique microscopique) le principe s'applique

cette phrase est fausse, je t'ai donné un contre exemple.

[invitea29d1598]

cette phrase est fausse, je t'ai donné un contre exemple.

non, tu m'as donne l'exemple d'un systeme qui perd de l'energie et de la quantite de mouvement grace aux freins.

mais je suis d'accord que ma phrase faisait reference a un exemple tordu difficile a concretiser (ca vaut meme pas le coup que je m'acharne sur ca alors qu'il y a bien plus simple, cf ce qui suit).

En tous cas, ce qui est certain c'est que le principe d'action-reaction est lie a la conservation de la quantite de mouvement et pas de celle de l'energie. La preuve est simple: tu prends le principe fondamental de la dynamique avec deux systemes qui reagissent l'un sur l'autre grace a une force. Tu as alors (pfd + action/reaction)

F1/2 = dp2/dt = - F2/1 = - dp1/dt

tu vois tout de suite que p1+p2 est conservee. En revanche, si il y a aussi des couples exterieurs qui agissent (avec une somme de moments non nuls), tu vas changer l'energie mecanique totale tout en ne changeant pas ce resultat.

[Narduccio]

Je ne suis d'accord avec aucun des deux!
Quand, on freine, il est préférable que les pneux ne frottent pas sur la route;
1°) ça usine un méplat sur le pneu
2°) le freinage y perd en éfficacité
C'est pour éviter ces 2 désagréments que l'ABS fut inventé (système interdissant le blocage des roues lors des freinages).

L'énergie que possède la voiture est dissipé en énergie thermique par le frottement des patins sur les disques. L'échauffement des disques ou des tambours peut être tellement important qu'il perturbe le bon fonctionnement des freins. C'est pourquoi que lors des longues descentes, il est reccommandé aux poids-lourds d'observer des arrêts (pour refroidir les freins). C'est aussi que l'on voit de belles photos de F1 avec de beaux cercles de feux.

[invite0234c510]

Quand, on freine, il est préférable que les pneux ne frottent pas sur la route

Euh il y a frottement lors de n'importe quel freinage (et même pendant l'accélération). En fait tu voulais sûrement dire glissement.

S'il n'y a pas de frottements le solide considéré est comme isolé, il a une vitesse constante (si il n'y a pas de frottement entre les pneus et le sol, la roue ne tourne pas...). S'il y a du frottement sans glissement entre deux solides, on peut dire qu'au point de contact la vitesse de chaque solide est identique (pas de mouvement relatif entre les deux solides, "ça ne glisse pas"). Si il y a frottement avec glissement c'est par exemple lors d'un freinage où l'on bloque les roues.

[Narduccio]

Je voulais bien dire frottement. Bien sur, il y a toujours un leger "frottement" résiduel lors du roulage d'un pneu sur la route. Mais les ingénieurs de tous les manufacturiers travaillent à le réduire. Un bon pneu "accroche" à la route, car tout glissement trop important dégrade le pneu et fait perdre des chevaux. Essaye de mettre des roues d'une largeur notablement inférieure sur ta voiture et tu te paieras de très belles glissades dues aux trops nombreux frottements de la roue sur le goudron.

[invite0234c510]

Et pourtant sans frottements la voiture n'avance pas !

http://www.fsg.ulaval.ca/opus/physiq.../course1.shtml

Les "frottements" résiduels, qui ne sont pas vraiment des frottements en fait, mais plutôt des déformations internes au pneu qui provoque son échauffement. On cherche en automobile à avoir un coefficient de frottement le plus élevé possible pour éviter le phénomène de glissement. Le coefficient de frottement pneu/route est de 1 .Ce coefficient de frottement est aussi la tangente de l'angle de la force résultante par rapport à la perpendiculaire au plan de la route. Donc en fait la résultante est incliné de 45° par rapport à la verticale, ce qui permet de transmettre un effort horizontal (pour avancer et pour freiner) égal à l'effort vertical (le poids). Par exemple deux plaque en acier glisseront plus facilement car leur coefficient de frottement sera de 0.1, 0.15, soit une transmission maximale de l'effort tangentiel de 10 à 15% par rapport à l'effort normal.
Si tu conduisait avec des roues en acier sur de l'acier ça serait la glissade assurée, à cause du "manque" de frottements.

[Narduccio]

Il semblerait que l'on ne mette pas la même chose dans le terme frottements. Je cherche un meilleur terme pour désigner mes "frottements".
En fait, je pense que nous serons d'accord pour dire qu'un pneu doit "accrocher" à la route et non pas "déraper". Que lorsqu'il n'adhère plus assez, une partie assez importante de l'énergie s'en va en gomme brulée. Les ingénieurs cherchent donc à faaire un pneu ayant un coefficient de frottement très élevé et plus se coefficient est élevé plus les 2 pièces ont tendance à rester solidaires. Ce qui dans un langage courant revient à dire qu'ils y a moins de frottements, ce qui n'est pas le cas en mécaniqueou justement le frottement augmente. J'espère que tu es d'accord avec cette définition sinon je compte ssur toi pour y apporter les corrections nécéssaires.

Si tu ne les avais pas, tu n'aurais pas besoin de moteur dans ta voiture (d'ailleurs il ne pourrait meme pas servir), il suffirait de pousser un peu au debut et elle roulerait eternellement

Les principales forces résistante au déplacement de la voiture à haute vitesse sont les forces aérodynamiques car elles augmentent de manière exponentielle (il me semble qu'il y a quelque chose au carré dedans). Avant Noél, j'ai vu un reportage sur une chaine de canalsat (planète future ou la 5°) ou il montrait une voiture puissante sur un anneau de vitesse. Le commentateur expliquait que cette voiture utilisait un nombre impressionnant de chevaux pour rouler si vite (environ 300 km/h si je me rapelle bien) et qu'il en faudrait environ 50cv de plus pour gagner 20 km/h. (Je croit environ 1/6 de plus pour gagner 1/15) Il disait aussi que cela se ressentait au niveau des pneux qui pour passer cette puissance voyait leur dimensions augmenter pour éviter les décrochages mais que cela se payait à basse vitesse par une plus grande résistance au roulement. Quand les moteurs étaient moins puissants les pneux étaient plus fins et il était plus facile à faire "crisser".