ballon en avion

[calculair]

C'est une experience que vous pourrez tenter quand vous prendrez l'avion. Le succés est garanti..........


Vous entrez dans l'avion avec un ballon gonflé à l'hydrogène ou à l'hélium identique à ceux que l'on offre aux enfants et qui ont tendance à s'envoler car plus léger que l'air.

Au momment de la phase de roulage en accélération au sol de l'avion, phase qui précède le décollage, vous lachez votre ballon dans le couloir central de la cabine.

De quel coté va partir le ballon , vers l'avant ou l'arrière de l'avion et pourquoi ?
-----

[calculair]

C'est une experience que vous pourrez tenter quand vous prendrez l'avion. Le succés est garanti..........


Vous entrez dans l'avion avec un ballon gonflé à l'hydrogène ou à l'hélium identique à ceux que l'on offre aux enfants et qui ont tendance à s'envoler car plus léger que l'air.

Au momment de la phase de roulage en accélération au sol de l'avion, phase qui précède le décollage, vous lachez votre ballon dans le couloir central de la cabine.

De quel coté va partir le ballon , vers l'avant ou l'arrière de l'avion et pourquoi ?

Personne n'ose se prononcer avant d'expérimenter.....

[CM63]

Ben il va se déplacer vers l'arrière, car l'air ambiant n'arrive pas à l'entrainer suffisamment.

[calculair]

je ne comprend pas bien ton argumentation, donc je ne suis pas certain de ta reponse. précise ton point de vue

[A voir en vidéo sur Futura]

[f6bes]

Bjr Calulair,
Que se passe t il lorsqu'on tu es envoiture et que tu accéléres !!!
Ton INERTIE fait que tu RECULES .
Dans l'avion ce sera pareil.
Sauf qu'AVANT le décollage (avion à l'arrét) ton ballon sera au plafond (plus léger que l'air) et qu'au décollage il partira en arriére avec pluis ou moins de vitesse suivant la vitesse de décollage.
A+

[CM63]

Le ballon n'est pas accroché à l'avion, donc il va rester sur place pendant un moment. Vue de l'intérieur de l'avion, on va avoir l'impression qu'il part en arrière, alors qu'en fait il reste sur place. Au bout d'un moment, il sera légèrement entrainé par la viscosité de l'air ambiant, mais faiblement entrainé. Jusqu'à ce qu'il tape contre la paroi arrière de l'avion, et qu'il soit poussé mécaniquement.

[CM63]

Sauf que l'inertie du ballon est quand même très faible, il sera peut-être assez rapidement entrainé par la viscosité de l'air.

[calculair]

Je vois que tu as bien reflechi au problème, mais ce n'est pas ce qui se passe d'après moi..........

Le ballon part vers l'avant de l'avion.....!! et viole donc à priori les grands principes que tu as énoncé.

Dans le système avion comment est dirigé la pesanteur perçue ( g + accélération de l'avion ? )

Puis si tu regardes le mouvement de ce ballon sur terre quand tu es immobile par rapport au g local , tu trouves qu'il se deplace en sens contraire.

Dans l'avion c'est pareil..........

qu'en dis tu ?

[invite8241b23e]

Je crois que lorsque le ballon accélère, la pression à l'arrière est plus forte qu'à l'avant, donc le ballon va se diriger vers l'avant.

Comme la flamme d'une bougie dans une voiture, au démarrage.

EDIT : ahhhhhh !! Tu m'as pas laissé le temps de répondre !!

[calculair]

bravo, je ne connais pas l'experience avec la flamme de la bougie...

Pour le ballon c'est l'application de la poussée d'Archimède. Cette poussée mystérieuse n'est autre que la résultante des forces de pressions.

ça fait quand même bizzare... Plus tu es collé à ton siège à cause de l'accéleration et plus vite se deplace le ballon en sens inverse..............

[inviteea82f7bf]

Bin ni l'un ni l'autre. étant dans l'avion il n'y a aucun frotement d'air ; le seul truc c'est qui pourrait aller en arrière quand l'avion décolle vu qu'il s'incline.Mais pendant la phase de roulage il ne bougera pas. (du moin ce que j'en pense....)

[CM63]

bravo, je ne connais pas l'experience avec la flamme de la bougie...

Pour le ballon c'est l'application de la poussée d'Archimède. Cette poussée mystérieuse n'est autre que la résultante des forces de pressions.

ça fait quand même bizzare... Plus tu es collé à ton siège à cause de l'accéleration et plus vite se deplace le ballon en sens inverse..............

Tu parlais de la phase de roulage, et non au moment du décollage, pendant la phase de roulage, l'avion est horizontal, il n'y a pas de gradient de pression dans l'habitacle .

benjy_star : tu fais ça souvent, de démarrer en voiture avec une bougie allumée?

[CM63]

Dans le système avion comment est dirigé la pesanteur perçue ( g + accélération de l'avion ? )

La résultante de l'accélération que l'on perçoit, si on est assis dans un siège, est effectivement vers l'avant, car on est solidaire de l'avion (mais notre vitesse n'en est pas pour autant supérieure à celle de l'avion, elle lui est égale, point barre), mais le ballon, lui, il n'est solidaire de rien, donc il ne subit pas cette accélération vers l'avant, il part donc en arrière (relativement à l'avion; en fait il reste pratiquement immobile par rapport au sol, jusqu'à ce qu'il tape contre la paroi du fond).

Encore une fois, nous sommes pendant la phase de roulage, et non au décolage.

[invite8241b23e]

benjy_star : tu fais ça souvent, de démarrer en voiture avec une bougie allumée?

Je dois être un gros romantique

[calculair]

bravo, je ne connais pas l'experience avec la flamme de la bougie...

Pour le ballon c'est l'application de la poussée d'Archimède. Cette poussée mystérieuse n'est autre que la résultante des forces de pressions.

ça fait quand même bizzare... Plus tu es collé à ton siège à cause de l'accéleration et plus vite se deplace le ballon en sens inverse..............

En fait dans l'avion quand il accelère, l'inertie de l'air de la cabine fait que cette pression est légèrement supérieure à l'arrière de la cabine qu'à l'avant

les forces de pression sur le ballon font que la pression est plus forte sur la face du ballon dirigée vers l'arrière que sur celle qui est à l'avant.

Le ballon sera poussé vers l'avant. Le ballon étant plus leger que la masse d'air qu'il a deplacé ( Principe d'Archimède) l'inertie du ballon sera inferieure à la force resultante de l'ecart de pression qui resulte de l'inertie de l'air

Notre poids apparent est dirigée vers l'arrière, le ballon va de l'avant

sur terre notre poids est dirigé vers le bas , le ballon monte. C'est pareil dans le referentiel de l'avion.................

[calculair]

Peut être dans ce forum nous aurons un experimentateur qui fera l'expérience et nous montrera la video de cette manip surprenante................... ..........????

Un candidat va il s'inscrire ?

[CM63]

En fait dans l'avion quand il accelère, l'inertie de l'air de la cabine fait que cette pression est légèrement supérieure à l'arrière de la cabine qu'à l'avant

Ah ok ! Tu es sûr de ça? Ca expliquerait aussi l'expérience de la bougie en voiture de benji_star.

[calculair]

Ah ok ! Tu es sûr de ça? Ca expliquerait aussi l'expérience de la bougie en voiture de benji_star.

C'est ce qui me parait logique avec nos lois de la physique.

Une experience permet de s'assurer que l'on a rien negligé.

ça doit marchér à 100 %

Pour l'experience, il faut un Air bus, un ballon et un pilote . facile !!

[polo974]

je pense pouvoir affirmer que les bulles dans une coupe de champagne (ou tout autre liquide mousseux) vont faire la même chose: pencher vers l'avant.

Et ça prend moins de place qu'un ballon à l'hélium, et une fois l'expérience faite, glouglou...

Maintenant pour avoir à boire avant le décollage, il doit falloir un sacré retard sur les horaires...

Mais ça marche aussi au freinage (vers l'arrière cette fois alors que "tout part en avant").

[calculair]

je pense pouvoir affirmer que les bulles dans une coupe de champagne (ou tout autre liquide mousseux) vont faire la même chose: pencher vers l'avant.

Et ça prend moins de place qu'un ballon à l'hélium, et une fois l'expérience faite, glouglou...

Maintenant pour avoir à boire avant le décollage, il doit falloir un sacré retard sur les horaires...

Mais ça marche aussi au freinage (vers l'arrière cette fois alors que "tout part en avant").

L'experience avec le champagne est interesante aussi. Je pense que la trajectoire des bulles reste perpendiculaire à la surface du liquide....

Mais le freinage est moins regulier que la phase d'acceleration, cela risque de declencher une tempête dans un verre de champagne

[f6bes]

Re bjr,
J'ai la bougie, mais pas voiture, MAIS une boite plastique transparente suffisamment SPACIEUSE.
J'ai donc mis la bougie dans la boite, allumé la bougie, attendu qq instants, mis le couvercle de la boite
La flamme était verticale.J'ai déplaçé assez vivement vers l'avant.
La bougie était donc dans un habitacle et l'air emprisonné de la meme façon que dans l'avion.
Résulta (répété 3 fois): la flamme est partie vers l'arriére !
Ne serais je pas doué !
A vos bougies et à vos boites !!!
A+

[calculair]

Re bjr,
J'ai la bougie, mais pas voiture, MAIS une boite plastique transparente suffisamment SPACIEUSE.
J'ai donc mis la bougie dans la boite, allumé la bougie, attendu qq instants, mis le couvercle de la boite
La flamme était verticale.J'ai déplaçé assez vivement vers l'avant.
La bougie était donc dans un habitacle et l'air emprisonné de la meme façon que dans l'avion.
Résulta (répété 3 fois): la flamme est partie vers l'arriére !
Ne serais je pas doué !
A vos bougies et à vos boites !!!
A+

Superbe experience......, Le coup de la bougie c'est à Benjy_star que nous la devons......

Moi c'est le coup du ballon gonflé avec un gaz plus leger que l'air ambiant.

bravo pour la manip

[invite6f9dc52a]

Bonsoir,
Cela sous entend que la différence de pression va faire avancer le ballon plus vite que l'avion ?
Même sans le frottement de l'air , j'ai du mal a le concevoir ...

[calculair]

Bonsoir,
Cela sous entend que la différence de pression va faire avancer le ballon plus vite que l'avion ?
Même sans le frottement de l'air , j'ai du mal a le concevoir ...

La reponse est oui par rapport au sol ....

En fait le problème se situe dans le referentiel de l'avion.

Dans cet avion il y a une gravité artificielle qui est dirigée vers l'arrière
Le ballon etant plus leger que l'air se deplace dans le sens opposé à cette gravité artificielle.

Dans le referentiel terre la gravité est verticale, le ballon est plus leger que l'air, il se déplace en sens opposé de la gravite, il monte...

Dans l'avion s'est pareil

Dans un vaisseau spatial ou l'on creerait une gravité artificielle cela sera vrai

Notre terre est assimilable à un vaisseau spatial qui nous promène autour du soleil........

[invite6f9dc52a]

Oui mais il monte vers le haut (pardon pour le pléonasme) car plus leger que l'air, dans l'avion, c'est pareil; son mouvement (par rapport a l'air) est vers le haut. Si il avance c'est uniquement grace a la différence de pression avant-arriére de la cabine (indépendament de la gravité) et j'ai d'autant plus de mal a le concevoir que c'est un mouvement de gaz et le ballon (mis a part son envellope) en fait partie. Il ne subit pas l'accélération de l'avion (sauf par l'intermédiaire de l'air de la cabine).
Sa seule différence par rapport a moi (dans le siége), c'est que plus leger, il va monter. Je pense que nous avons le même mouvement, mais lui; il monte (en plus).
(Imagines le , attaché au siége: subit-il l'accélération ?).

Accélération horizontale et verticale (naturelle)

[calculair]

Principe d'Archimède

Tout corps plongé dans un fluide recoit une poussée en sens opposé à la direction du poids et egale au poids du volume de fluide deplacée.

La direction du poids dans le referentiel de l'avion dirigée vers l'arrière, le ballon va donc vers l'avant.

[invite6f9dc52a]

Tout a fait d'accord. Le "poids" est sur l'axe de l'accélération, mais dans cet exemple, le ballon ne subit justement aucune accélération vers l'arriere (par quel mécanisme ?), c'est l'avion qui accelere (imagine qu'il n'y ait pas de carlingue: le ballon reste sur la piste!).
... non ?

[invité576543]

Bonjour,

Il y a une manière simple de comprendre ce qu'il se passe est de s'occuper non seulement du ballon, mais aussi du mouvement de l'air.

Plusieurs manières de voir les choses, qui reviennent essentiellement au même.

1) Quand le ballon va vers dans une direction, il y a nécessairement de l'air qui va dans la direction opposée. Nécessairement parce que dans le volume occupé par le ballon, il n'y a pas d'air!

De par l'accélération l'air "cherche" à se déplacer vers l'arrière. Le ballon aussi! Mais les deux mouvements ne sont pas compatibles, et il faut déterminer qui va gagner. Tout simplement le plus massif, le plus "inerte". Comme par hypothèse le ballon est moins dense que l'air, c'est l'air à déplacer le plus massif. Donc l'air va vers l'arrière, d'une manière conforme à l'inertie. Le ballon, lui, n'a plus le choix, il va vers l'avant...

Toute l'astuce est de comprendre que ce n'est pas le ballon que son inertie amène vers l'avant, c'est l'air qui va vers l'arrière. (Idem pour un ballon au sol, ce n'est pas tant lui qui monte que l'air qui descend!).

2) L'accélération de l'avion fait déplacer l'air vers l'arrière, par inertie, ce qui crée un gradient de pression, avec une pression à l'arrière plus élevée qu'à l'avant.

Le ballon ressent une pression plus élevée du côté arrière que du côté avant, il est donc poussé par l'air vers l'avant. Cette poussée est la force d'inertie qui s'exercerait sur la masse d'air qu'on pourrait mettre à la place du ballon. La densité faible du ballon fait que sa propre inertie, qui le "pousse" vers l'arrière, est insuffisante pour lutter contre la différence de pression; il va donc vers l'avant.


Dans les deux cas, c'est le mouvement de l'air, vers l'arrière, donc qui respecte parfaitement ce qu'on attend des forces d'inertie, qui "domine" et ainsi explique ce qu'il se passe, sans paradoxe aucun.

Cordialement,

[calculair]

Tout a fait d'accord. Le "poids" est sur l'axe de l'accélération, mais dans cet exemple, le ballon ne subit justement aucune accélération vers l'arriere (par quel mécanisme ?), c'est l'avion qui accelere (imagine qu'il n'y ait pas de carlingue: le ballon reste sur la piste!).
... non ?

Exact: cela pourrait être le cas d'un avion militaire ouvert à l'arrière pour le parachutage...La cabine se deplace mais pas l'air interieur

Mais notre avion est fermé et même etanche car pressurisé;

Toute les molécules de l'air sont donc soumis à l'accéleration de l'avion comme les passagers
Il s'etablit un gradiant de pression entre l'arrière et l'avant de l'avion en raison de l'inertie de la masse d'air contenue dans la carlingue. Ce gradiant de pression est à l'origine de la poussée d'archimède qui pousse le ballon vers l'avant.

En quelque sorte la reaction du fauteuil pour le passager, c'est le fond de l'avion qui l'a produit sur les molecules d'air. C'est absolument necessaire si non l'air n'accelerait pas comme l'avion par rapport au sol et il y aurait un courant d'air violent dans l'avion.....
De même si le fauteuil du passager ne fournit pas la reaction indispensable pour que le passager accélère par rapport au sol celui ci resterait sur la piste!

Je viens de lire que Michel vient de donner une explication quasi identique; merci à lui

cordialement à tous

[invite6f9dc52a]

Je suis d'accord pour "un" gradient de pression, mais il s'établit progressivement au fur et a mesure que "les molécules s'appuient les unes sur les autres" au fond de l'appareil, je ne sais pas si le principe d'archimede s'applique tel quel.
L'air ne va pas vers l'arriere (le ballon non plus, c'est l'arriere de l'avion qui s'approche du ballon), et même en supposant ce gradient non négligeable (je me demande si les passagers a l'avant devraient manquer d'air, ou si pour gonfler un vélo il suffirait de secouer la pompe) et appliquant le principe d'archimede, je pense toujours qu'un avion accélére plus fort qu'un ballon qui s'éleve dans l'air ...
Et pour avoir un gradiant de pression non négligeable, il faudrait que l'avion accélere suffisament fort au point que le ballon serait écrasé a l'arriere. Car pour avoir cette pression, il faut que la paroi arriere se rapproche d'abord du ballon (sinon, pas de compression, CQFD).
Il faudrait que quelqu'un qui n'a pas oublié sa thermodynamique calcule cela mais: j'ai essayé la bougie dans la boite: vers l'arriere.