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Energie necessaire pour creer une acceleration



  1. #1
    azertylr

    Energie necessaire pour creer une acceleration


    ------

    Bonjour,
    Ma question parraitre bizarre mais j'aimerai savoir l'energie necessaire pour creer une acceleration de a m/s² pendant une durée tp.

    J'ai trouver la formule qui donne l'acceleration a qui faut donner a une fusée pour l'envoyer a l'altitude h en t temps (avec un temps de poussée tp et un temps de "chute libre" de t-tp.
    Si on en deduit l'energie necessaire pour l'envoyer on a mgh mais je pense que c'est plus que ca car si on veux maintenir un objet de 1Kg a 1m du sol, il faudra de l'energie (meme si DeltaEc = 0 et l'objet de bouge pas.)

    Voir la feuille de calcul : http://azertylr.free.fr/fusee.xls

    Je suis en TS donc je n'ai pas vu d'autres formules.
    J'ai chercher sur google mais je n'ai pas trouvé mon bonheur.

    Merci beaucoup

    -----

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  3. #2
    deep_turtle

    Re : Energie necessaire pour creer une acceleration

    Bonjour,

    En fait, non il ne faut pas nécessairement de l'énergie, il faut juste une force. Un truc posé sur une table y reste, même si la table ne lui apporte pas d'énergie.

    Mais je comprends ta question : ta fusée doit cracher pour ne pas crasher... Pour faire du sur-place, il faut que par seconde, elle éjecte le gaz avec une quantité de mouvement (c'est la masse du gaz éjecté multipliée par sa vitesse) égale à mgT (où m est la masse de la fusée et T vaut 1 seconde). Comme ça, elle subit une force qui compense pile la gravité.

    Si ta question, c'est juste l'énergie qu'il faut fournir pour l'amener là-haut, c'est ce que tu as fait (avec une subtilité qui peut avoir son importance dans des cas réalistes : la masse m de la fusée diminue au cours de la montée...).
    « D'avoir rejeté le néant, j'ai découvert le vide» -- Yves Klein

  4. #3
    azertylr

    Re : Energie necessaire pour creer une acceleration

    Pour envoyer une fusée de 3kg a 10m en 4s, il faut que la fusée donne une acceleration de 11.4 m/s² soit une force a 34N pendant 3.5s
    donc elle doit ejecter qté de mouvement de 34 (force necessaire) * 3.5 (temps) = 120 J ??

    Soit, si on prend de l'azote, 12kg *10 m/s. (ce ne serait pas le poids du gaz et non sa masse ? car 12kg = 20 m3 d'azote !!

    Chose surprenante : l'altitude a laquelle on veux envoyer la fusée (si on veux toujours l'envoyer en x secondes, ne modifie pas la quantité de mouvement necessaire ...

    Merci

  5. #4
    deep_turtle

    Re : Energie necessaire pour creer une acceleration

    Attention, la quantité de mouvement ne s'exprime pas en joules.

    Et j'ai l'impression que tu mélanges deux choses dans le calcul (mais c'est surement ma faute) : au début tu calcules la quantité de mouvement que la fusée a gagné au cours de son lancement, puis tu utilises la formule que je te donne mais qui n'a rien à voir avec ça, elle te donne la quantité de mouvement P qu'il faut que la fusée fournisse par seconde si tu veux qu'elle reste sur place (qu'elle ne retombe pas). Et ça, effectivement, ça ne dépend que de g, et si tu considères g constant, P ne dépend pas de l'altitude...
    « D'avoir rejeté le néant, j'ai découvert le vide» -- Yves Klein

  6. #5
    azertylr

    Re : Energie necessaire pour creer une acceleration

    Quelle est l'unité de la qté ed mouvement ?

    Je suis tombé la dessus : http://www.univ-lemans.fr/enseigneme...eca/fusee.html

    J'aimerai savoir ce qu'il faut pour que la fusée monte !
    Si je reprends mon exemple, il faut une acceleration de 11.4m/s², ce qui est superieur a g car la fusée doit monter !
    F=ma donc en ejectant les gazs, on doit creer une force de 34.3N pendant 3.5s

    J'ai vu sur un site, F=debit*vitesse donc debit=F/vitesse
    Soit debit=34.3/10=3.43kg/s pendant 3.5s=12kg, ce qui revient a ce que j'avais trouvé toute a l'heure mais peux-etre mieux expliqué !

    Une question au passage concernant les fusées : La combustion sert uniquement à augmenter la vitesse des gaz ?
    Cette formule est aussi valable pour les choses autres que les gaz ? par exemple un fusil qui envoit une balle de 30g a 800m/s exercera sur la tireur une force de 24N ?

    Merci pour ces infos.

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    deep_turtle

    Re : Energie necessaire pour creer une acceleration

    Si je reprends mon exemple, il faut une acceleration de 11.4m/s², ce qui est superieur a g car la fusée doit monter !
    non ! par rapport au référentiel terrestre, il suffit d'une vitesse positive pour que la fusée monte. Du coup, en partant d'une vitesse nulle, la fusée se met à monter dès que l'accélération est positive, même si elle est plus petite que g. Rappelle-toi les films où l'on voit les fusées décoller : elles ne démarrent pas avec une accélération énorme, elles décollent doucement...

    Ce qu'il faut, c'est créer une force supérieure à mg.
    « D'avoir rejeté le néant, j'ai découvert le vide» -- Yves Klein

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  10. #7
    azertylr

    Re : Energie necessaire pour creer une acceleration

    La fusée demarre doucement mais s'accelere a acceleration plus ou moins constante (peut etre pas au debut)

    Si l'acceleration que l'on fournit a la fusée est inferieur a g, est-ce quelle va monter ?
    Cela me parait bizarre car si a < g alors cela veux dire que la force que l'on applique a la fusée est inferieur au poids de la fusée non ?

    Ce qu'il faut, c'est créer une force supérieure à mg.
    Si on creé une force >mg alors l'acceleration qu'il faut donner a la fusée est superieur a g non ?
    (petite demonstration : F=ma donc si F>mg ma>mg donc a>g)

    Je pense que je "m'embrouille" sur l'acceleration de la fusée dans le referentiel terrestre (qui est a-g) et l'acceleration qu'il faut fournir a la fusée pour contrer la force de pesanteur.

    Peux-tu me dire si ma feuille de calcul est juste stp (http://azertylr.free.fr/fusee.xls)

    Merci beaucoup !

  11. #8
    deep_turtle

    Re : Energie necessaire pour creer une acceleration

    Je pense que je "m'embrouille" sur l'acceleration de la fusée dans le referentiel terrestre (qui est a-g) et l'acceleration qu'il faut fournir a la fusée pour contrer la force de pesanteur.
    Plus exactement, tu oublies un terme dans la relation fondamentale de la dynamique :

    où F est la poussée et a l'accélération. Il faut que F>mg pour que la fusée monte, mais a peut être plus petit que g !

    Pour ta feuille de calcul, je ne comprends pas ce que veut dire la case "accélération nécessaire".
    « D'avoir rejeté le néant, j'ai découvert le vide» -- Yves Klein

  12. #9
    azertylr

    Re : Energie necessaire pour creer une acceleration

    Salut,
    J'y ai reflerchie hier soir et en fait j'avais faire les calculs avec (a-g) et ensuite j'ai isoler a au lieu d'isoler a-g
    Dans ma feuille de calcul, l'acceleration necessaire est fausse, il faut que j'enleve g
    J'ai mis a jour la feuille de calcul.

    Je vais essayer de faire l'inverse : partir de la quantite de gaz + vitesse + debit et voir
    a quelle hauteur on peux envoyer la fusée.

    La combustion des gaz sert a augmenter la vitesse de ceux-ci ?

    Merci

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