Vitesse du vent sur Mars et sur Terre. (TPE)

[heather2]

Bonsoir à tous,

j'effectue mon TPE avec cette problématique suivante : Quelle est la crédibilité scientifique du film Seul sur Mars ?
Il se trouve qu'une tempête non crédible à lieu dans le film. Avec cette formule-ci j'ai réussi à calculer la vitesse du vent dans le film.
F = ½ x ρ x V^2 x A x C^2
La force est la force du vent sur le cylindre, s’exprime en Newton et dans l’extrait du film nous entendons qu'elle est a 8600 N*
ρ est la masse volumique*martienne, qui est égale à 0,016 kg/m³ d'après*
A est l’air frontale du MAV, on la calcule en multipliant la hauteur et le diamètre du MAV, donc on a 12 x 24 m^2 = 288
C est le coefficient aérodynamique que j’ai représenté par 1. J’ai choisi le chiffre 1 car je n’ai pu trouvé avec précision le coefficient aérodynamique sur Mars. Celui-ci sert à quantifier la traînée ou la résistance d’un objet dans un fluide, tel l’air ou l’eau. Nous n'avons eu pour l’instant la valeur de ce numéro sur Mars mais nous savons que le coefficient aérodynamique d’une voiture varie entre 0.4 et 0.7, alors j’ai arrondi ce coefficient à 1

En faisant le calcul j'obtiens que la vitesse du vent est d'environ 61 m/s

Cependant, un vent sur Mars n'a pas la même force qu'un vent sur Terre et c'est pour cela que j'aimerais comparer. Cependant un problème se pose : je ne comprends pas. J'ai trouvé cela " Des scientifiques ont établi le rapport de pressions dynamiques terrien et martien et ont obtenu un résultat de 80 environ. Comme la pression dynamique est proportionnelle au carré de la vitesse, le vent martien doit être environ 9 fois plus rapide. Ainsi, un vent de 61 m/s sur Mars génère autant de pression qu'un vent d'environ 7 m/s sur Terre " et cela " La force qu'exerce le vent sur une surface est proportionnelle à la densité et au carré de la vitesse. " mais je ne comprends aucune de ces explications. Cela est inutile d'écrire sans comprendre surtout si on me pose une question dessus. Cette tempête est un élément très important dans le film et je souhaite que vous m'aidiez à comprendre comment comparer la vitesse d'un vent sur Mars et celle d'un vent sur Terre.

Merci à vous.
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[phys4]

Bonjour,
Attention à la formule :
le coefficient aérodynamique n'intervient pas au carré. Il ne dépend que de l'objet et non de la planète où se trouve l'objet.
Avec une densité atmosphérique 80 fois plus petite et une force proportionnelle au carré de la vitesse, vous devez vous en sortir.
Les vitesse des tempêtes sur Mars n'a pas de raison d'être plus rapide que sur Terre, la température est plus basse, et la masse moléculaire plus grande, les vents devraient être plutôt plus faibles que sur Terre.

La prise au vent d'un homme ou d'un objet sur Mars devrait être assez petite pour ne pas nécessiter de mesures d'urgence, d'où l'invraisemblance du film.

[heather2]

" Avec une densité atmosphérique 80 fois plus petite et une force proportionnelle au carré de la vitesse, vous devez vous en sortir " Ça fait plusieurs fois que je relis cela, je ne suis pas sure de comprendre.

[heather2]

Justement, je n’arrive pas a expliquer et faire la comparaison entre les vents sur terre et ceux sur mars. Y’a t il une formule ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[heather2]

Bonsoir,
Je poste un autre message sur ce forum car j'ai plusieurs questions à poser.
Voici ce que j'ai trouvé :

En faisant le calcul nous obtenons que la vitesse du vent sur Mars est d'environ 55 m/s
Cependant, il est important de noter qu'un vent sur Mars n'est pas tout à fait le même qu'un vent sur Terre car tout dépend de la masse volumique de l'atmosphère*de la planète.*
Pour le montrer, calculons d'abord la pression dynamique de ce vent par cette formule :
q = 0,5 x p x v^2

q est la pression dynamique en Pa
p est la masse volumique sur Mars qui est égale à 0,02 kg/m³
v est la vitesse du vent qui est de 55m/s

​En calculant, nous obtenons une pression dynamique environ 30 Pa.
Maintenant que nous connaissons la pression dynamique d'un vent de cette vitesse sur Mars, il faut connaître la vitesse d'un vent sur Terre ayant la même pression dynamique.

​Avec la même formule nous obtenons : v = (2q/p)^1/2*

​En remplaçant la masse volumique par celle de la Terre(1.2), nous obtenons 7 m/s.
Ainsi, un vent de 55 m/s sur Terre est égal a un vent d'environ 7 m/s sur Mars.
A l’échelle de Beaufort, ce vent correspond à une petite brise qui ne pourrait soulever que quelques cailloux.*

Voilà... J'aimerais vous demander si vous comprenez clairement mon idée et mes calculs et ci ceux-ci ont du sens.
Merci.

[heather2]

je me suis trompée à la fin, c'est : Ainsi, un vent de 55 m/s sur MARS est égal a un vent d'environ 7 m/s sur TERRE.

[albanxiii]

Les doublons sont interdits, merci de continuer sur le fil déjà ouvert par vous sur ce sujet.

[soliris]

je me suis trompée à la fin, c'est : Ainsi, un vent de 55 m/s sur MARS est égal a un vent d'environ 7 m/s sur TERRE.

La question des vents n'est pas aussi facile à régler; l'on remarque des choses étonnantes sur Terre, notablement avec l'effet Venturi. A côté de chez moi, un atelier de formation professionnelle a eu les pires ennuis parce que sa plate-forme est beaucoup plus basse que les maisons autour: le vent s'engouffre entre les maisons, même à faible vitesse, rase le toit et fait se soulever et envoler les panneaux comme des brindilles. Il ne s'agit pas de "vent frontal" mais bien plus encore de "vent d'aspiration".

Ensuite, même frontalement, il faut envisager les choses d'une autre manière; imaginons que vous avez besoin d'une force de 10 Newtons pendant 100 secondes pour arrêter un wagon lancé sur un rail à 5 km/heure; il vous faudra 3000 secondes, soit près d'une heure, pour en arrêter 30 avec la même force (mais pas la même énergie!); à propos de Mars, si le vent est une "bourrasque" de quelques dizaines de mètres-courant (en longueur), son "opposition" (énergie d'attaque) sera relativement faible; mais si la "colonne couchée" de vent martien fait plusieurs dizaines de kms, et que pour une raison non-expliquée elle est "canalisée" et donc verrouillée sur la tente d'indien du cosmonaute, je garantirais que l'effet sera identique à celui du film "Seul sur Mars".

Film que j'adore, avec "Planète Rouge" et l'autre, sur le visage de Cydonia...

[soliris]

Et puis il y a d'autres phénomènes que l'on observe sur Terre: les tornades, ou sur Vénus: les ouragans à double-vortex reliés

[heather2]

Très honnêtement, je ne suis pas sûre de comprends vos explications...
Je comprends bien que mon calcul soit assez "enfantin" par rapport à la réalité si complexe de l'atmosphère martien mais je ne pense pas pouvoir aller plus loin... De toute manière c'est un sujet de TPE et je pense que à mon niveau, il est difficile d'aller plus loin. Merci beaucoup pour votre réponse que je tenterais de décortiquer afin de comprendre mieux.