Bonjour,
Dans le cadre de mon grand oral en Physique-Chimie, je cherche à calculer l’énergie cinétique qu’il faut communiquer à une fusée en vol suborbital pour qu’elle atteigne 100km (la limite de l’espace).
Peut-on utiliser le théorème de l’énergie cinétique ? En supposant que la vitesse finale est nulle, et que seul le poids s’applique ? Que fait-on dans ce cas de la force de poussée ?
Merci par avance pour vos réponses.
On connait la vitesse de départ et la vitesse d'arrivée.
La vitesse finale à 100 km d'altitude est nulle ?
L'électronique c'est comme le violon. Soit on joue juste, soit on joue tzigane . . .
Merci pour votre réponse.
Justement je cherche à calculer l'énergie cinétique de départ, donc il me faut la vitesse de départ, ou alors je la calcule directement.
Pour l'énergie à 100 km d'altitude je pense qu'on peut la considérer comme nulle, mais je n'en suis pas certaine.
Bonjour Cor23
Je ne suis pas sûr de comprendre.
A mon avis, il faut déjà atteindre la vitesse de satellisation (en gros, celle à laquelle la force gravitationnelle est égale à la force centrifuge), et calculer l'énergie cinétique nécessaire pour passer de la vitesse du sol de départ à celle de satellisation (D'où l'intérêt de lancer vers l'Est depuis l'équateur)
Puis il faudra encore ajouter sous forme cinétique l'énergie potentielle pour monter la masse de la fusée à 100 km d'altitude
Cela répond-il à votre question?
Bonjour harmoniciste,
Merci pour votre réponse !
Le vol suborbital n'atteint pas l'orbite terrestre, la vitesse de la fusée n'est-elle pas inférieure à la vitesse de satellisation ? Désolé si je ne comprends pas très bien.
C'est quoi "l'orbite terrestre" dans le contexte ?Envoyé par Cor23
Donc la fusée retombe aussitôt ? Quel est le but de l'opération ?
Oui la fusée atteint 100 km puis redescend sur Terre, c'est le but de certains vols touristiques comme celui de Blue Origin en avril dernier.
S'il n'y a pas satellisation, il s'agit simplement de fournir une énergie cinétique égale à l'énergie potentielle à atteindre, soit m.g.h = ½ m V2
D'où V = √2 g h = 1.4 km/s (en admettant qu'à Z = 100 km, g n'a pas varié sensiblement)
S'il s'agit de New Shepard, vous trouverez des info : Research_Flights_on_Blue_Origi n's_New_Shepard et
wikipedia.org
Sans émission de CO2.
D'accord, merci beaucoup pour vos réponses détaillées ! Je vais me renseigner et éventuellement trouver un autre sujet si celui-ci ne convient pas.
l est peut-être trop tard pour vous donnez une réponse, mais comme j'ai effectué des calculs, je vous les propose.
Si on prend pour exemple une fusée Falcon 9-5 avec comme caractéristiques :
- poids : 550000 kg; diamètre extérieur : 3,7 m; hauteur : 70 m
En intégrant numériquement l'équation du mouvement de la fusée (dv/dt = -g - C*rho*v*v/2) depuis le sol avec une vitesse décroissante avec le temps et l'altitude :
1) En tenant compte de la variation avec l'altitude de la valeur de g l'altitude (faible pour des hauteurs de l'ordre de 100 km) et de la variation
de la masse volumique de l'air qui intervient sur la résistance due à la trainée (avec un coefficient de trainée (C) = 1 (compris en fait
entre 0,9 et 1,3), il faut (cas théorique !) une vitesse initiale de 1802 m/s pour que la vitesse soit nulle à 100 km de hauteur.
Dans ces conditions nous avons : Énergie cinétique (Ec) = 8,93 10^8 kJ; énergie potentielle (Ep) = 5,39 10^8 kJ.
Donc Ec >> Ep avec un écart de 3,54 10^8 kJ. Cet écart provient de l'énergie nécessaire pour vaincre la résistance de l'air (voir ci-après).
2) Sans tenir compte de la résistance de l'air, avec une vitesse initiale de 1399 m/ la vitesse de la fusée est nulle
à l'altitude de 99,82 km. Ce qui donne : Ec = 5,38 10^11 et Ep = 5,38 10^11; soit alors Ec = Ep aux erreurs d'arrondis près.
Si vous avez des questions n'hésitez pas.
