Energie d'un colibri

[Garion]

On peut traiter le problème autrement avec l'exemple qu'a donné LPFR sur la traversée du golfe.
La traversée dure environ 20h (trouvé sur le net) et le Collibri grossit de 3,4g pour faire la traversée.
Supposons que ces 3,4g contiennent 3g de lipides et que tout soit dépensé.
1g de lipide contient 37,62 kJ.
On a donc une dépense de 112860 J en 72000 s, soit 1,5675 Watt.
C'est vrai que ce n'est pas du vol stationnaire, mais la différence est importante je trouve (doit avoir le rendement de conversion de la graisse en énergie qui ne doit pas être terrible).
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[phys4]

Mais comment obtiens-tu ca ? En utilisant quelle formule ?

Mais je narrive pas a trouver de valeure pour S...

Bonsoir, la valeur de S s'obtient pour le cercle que peuvent couvrir les ailes : rayon 5cm


Pour la vitesse il faut prendre l'égalité des forces :


donc
et la puissance

[invite7753e15a]

Effectivement je crois que jai compris mon erreur, je viens de calculer lenergie necessaire pour effectuer un vol stationnaire. En considerant un colibri comme une sphere de 9cm de diametre (mon colibri a une taille de 9cm). Jai trouve une energie de 38,8432 kj/s.

Avec la formule P=(S.p.v^3)/2


Avec S= pi x (4,5)^2
p= 1.29349 g (valeure de reference pour la masse dun litre dair a 0°C sous une pression de 760 mmHG)
v= vitesse de vol du colibri en direction perpendiculaire au sol et en direction du ciel pour compenser exactement lacceleration de sa chute (qui de 9,81 m/s durant la premiere seconde). Sa vitesse est donc de 9,81 m/s.

Quand pensez-vous ?

[phys4]

Avec la formule P=(S.p.v^3)/2


Avec S= pi x (4,5)^2
p= 1.29349 g (valeure de reference pour la masse dun litre dair a 0°C sous une pression de 760 mmHG)
v= vitesse de vol du colibri en direction perpendiculaire au sol et en direction du ciel pour compenser exactement lacceleration de sa chute (qui de 9,81 m/s durant la premiere seconde). Sa vitesse est donc de 9,81 m/s.

Quand pensez-vous ?

Ce n'est pas du tout l'explication :
La vitesse v est la vitesse de l'air renvoyé vers le bas par le mouvement des ailes.
L'impulsion de cet air équilibre le poids du colibri, dont la vitesse reste nulle, puisqu'il est en vol stationnaire.
La formule de la puissance est aussi celle d'une éolienne inverse dont la vitesse d'arrivée d'air est zéro, et la vitesse de sortie v.

[invite7753e15a]

Oki alors jai rien compris... Du coup comment pourrais-je calculer lenergie que le vol stationnaire demande au colibri ?

[phys4]

Bonjour,

Il faut bien réétudier le message 13 comme le 32.
La masse d'air par seconde est et la variation d'impulsion est
La réaction de cette variation d'impulsion par seconde est une force reçue par les ailes.

[invite7753e15a]

J'ai relu votre message (n°13) et ait tenté de calculer comme vous la vitesse :

mg = Spv² <=> v = (mg/Sp)^1/2

Or si je prends m la masse du colibri égale à 3,4g, g une constante de 9,81, S = pi x 5² et p = 1,29349 je trouve une vitesse v = 0,573 m/s

Y a bien quelque chose qui ne va pas...

[phys4]

Y a bien quelque chose qui ne va pas...

Avez vous bien remis toutes les données en mètres et en kg ?
Le calcul devrait donner :

[invite7753e15a]

Ah non exact, j'avais pas mis les bonnes unités. Merci bien, je continue de reflechir

[invite7753e15a]

Avez vous bien remis toutes les données en mètres et en kg ?
Le calcul devrait donner :

Autant pour moi, je viens de me rendre compte que je m'étais trompé. 0,0034 qui correspond au m de la formule est la masse du colibri... Or dans la formule, il est indiqué que le m correspond à la masse d'air qui est éjectée par le battement des ailes du colibri. Or comment utiliser cette formule si on à ni, la vitesse d’expulsion de l'air ni la masse de l'air expulsée ? Sans au moins l'une des deux données cette formule est inutile non ?

[phys4]

Or dans la formule, il est indiqué que le m correspond à la masse d'air qui est éjectée par le battement des ailes du colibri. Or comment utiliser cette formule si on à ni, la vitesse d’expulsion de l'air ni la masse de l'air expulsée ? Sans au moins l'une des deux données cette formule est inutile non ?

Bonjour,
Je n'ai pas donné de nom spécifique à la masse d'air éjectée par seconde, cela reste simplement le terme


Quant à m c'est la masse à supporter.
Au revoir.

[invite7753e15a]

Ok, merci. Je trouve une puissance finale de 0,03w. Si quelqu'un pouvait valider...

[phys4]

La puissance a beaucoup diminuée par rapport aux premières estimations.

C'est normal, car vous avez divisé le poids à supporter sans diminuer l'envergure.

[invite7753e15a]

Je ne comprends pas votre commentaire... Pouvez-vous m'expliquer un peu plus en détails ?

[invite7753e15a]

Après calcule, je trouve S = 7,85x10^-3 m²
V = 1,894 m/s
M air = Spv => M air = 7,85x10^-3 x 1,894 x 1,184 => M air = 0,018kg

Du coup l'impulsion I = Spv² => I = 0,34 N

P = (Spv^3)/2 => P = 0,032 W.

[phys4]

Bonjour,

Si l'on combine les formules impulsion et puissance, nous obtenons :



La puissance varie donc comme la puissance 3/2 de ma masse du colibri, comme vous avez divisé la masse par 2 par rapport aux données initiales m = 6,8 g, vous trouvez une nouvelle puissance près de 3 fois plus faible que précédemment.

[invite7753e15a]

Mais pourquoi faut-il combiner les formules d'impulsion et de puissance ? Utiliser uniquement la formule de puissance ne suffit pas ?
Désolé si je ne comprends pas tout, mais je suis biologiste et la physique n'est vraiment pas mon point fort... En tout cas, je vous remercie pour le temps que vous m'avez accordé et pour toute l'aide que vous m'avez apportée.