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L'avion et le perroquet



  1. #1
    phinkeltz

    L'avion et le perroquet


    ------

    Bonsoir, je sais que c'est une question bête et sans doute 1000 fois posée mais j'ai besoin de votre aide:
    Soit un avion fermé pesant 1 tonne
    Soit un perroquet pesant 1kg
    si je pèse l'avion + le perroquet, j'obtiens 1001kg
    Si maintenant j'ouvre la porte de l'avion , que le perroquet rentre dedans et que je referme la porte:
    1/ le perroquet se pose sur un siège: je pèse le tout, logiquement j'obtiens 1001Kg
    si maintenant le perroquet reste en vol dans l'avion SANS toucher quoique ce soit... quel est le poids visible sur la balance???
    Je pense que le poids sera toujours de 1000 kg mais j'ai 5 amis sur le dos... merci de votre aide la plus scientifique possible...

    -----

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  3. #2
    JPL
    Responsable des forums

    Re : L'avion et le perroquet

    Citation Envoyé par phinkeltz Voir le message
    j'ai 5 amis sur le dos... merci de votre aide la plus scientifique possible...
    C'est beaucoup pour un seul homme Et le perroquet, il est où ?
    Rien ne sert de penser, il faut réfléchir avant - Pierre Dac

  4. #3
    physikaddict

    Re : L'avion et le perroquet

    Citation Envoyé par phinkeltz Voir le message
    Bonsoir, je sais que c'est une question bête et sans doute 1000 fois posée mais j'ai besoin de votre aide:
    Soit un avion fermé pesant 1 tonne
    Soit un perroquet pesant 1kg
    si je pèse l'avion + le perroquet, j'obtiens 1001kg
    Si maintenant j'ouvre la porte de l'avion , que le perroquet rentre dedans et que je referme la porte:
    1/ le perroquet se pose sur un siège: je pèse le tout, logiquement j'obtiens 1001Kg
    si maintenant le perroquet reste en vol dans l'avion SANS toucher quoique ce soit... quel est le poids visible sur la balance???
    Je pense que le poids sera toujours de 1000 kg mais j'ai 5 amis sur le dos... merci de votre aide la plus scientifique possible...
    Etes-vous dans l'avion ?
    Il est plus facile de désintégrer un atome qu’un préjugé. (A.E)
    La matière noire, c'est ce qu'on met quand la matière grise vient à manquer. (Une sage tortue de Savoie)

  5. #4
    Deedee81
    Modérateur

    Re : L'avion et le perroquet

    Salut,

    En effet, c'est un classique des classiques. Mais je n'ai pas de lien donc :

    Si c'est totalement hermétique et que l'avion n'est pas en vol alors 1001 Kg. Le perroquet vole en poussant sur l'air et l'air repose sur le sol de l'avion, donc... Il y aura juste des fluctuations (battements des aies, remous de l'air, vol temporairement balistique s'il se laisse tomber ), c'est donc 1001 en moyenne.
    Keep it simple stupid

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    myoper
    Modérateur

    Re : L'avion et le perroquet

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Le perroquet vole en poussant sur l'air et l'air repose sur le sol de l'avion, donc...
    Oui mais il y aura les turbulences : (contre pression sur le toit de l'avion).
    Je ne sais pas si on doit compter la dissipation de l'énergie dans l'air (négligeable ou pas).

  8. #6
    Deedee81
    Modérateur

    Re : L'avion et le perroquet

    Citation Envoyé par myoper Voir le message
    Oui mais il y aura les turbulences : (contre pression sur le toit de l'avion).
    Exact. Ce terme est plus précis que "fluctuation" que j'avais employé.

    Citation Envoyé par myoper Voir le message
    Je ne sais pas si on doit compter la dissipation de l'énergie dans l'air (négligeable ou pas).
    Oui pour savoir l'effort que le perroquet doit fournir. Non pour le poids. Il n'y a pas de miracle. L'apesanteur n'a pas encore été inventée sur Terre (autrement que temporairement par vol balistique et là aussi, en moyenne, faut fournir le même effort, c'est pas pour rien que les avions pour vol balistique sont spécialement renforcés).

    Au fait, c'est marrant cette variante du perroquet. D'habitude c'est une mouche dans une voiture
    Keep it simple stupid

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  10. #7
    myoper
    Modérateur

    Re : L'avion et le perroquet

    Ce que je voulais dire c'est qu'une partie de cette force sera transmise au toit de l'avion et diminuera son poids d'autant (en fait, pour être plus précis, elle devrait être inégalement répartie sur toute la carlingue et seule une partie en augmentera le poids : celle transmise au plancher) et qu'une partie de la force utilisée par le perroquet pour se maintenir en l'air ne parviendra pas au sol car "dissipée" avant.
    Donc un peu moins de 1001 en moyenne ?
    La force d'apesenteur est exercée sur l'air sous le perroquet mais indirectement sur le plancher de l'avion qui n'est qu'une partie de son envionnement. Je ne vois pas ce qui cloche dans ce raisonnement.
    Dernière modification par myoper ; 12/03/2010 à 10h46.

  11. #8
    Deedee81
    Modérateur

    Re : L'avion et le perroquet

    Citation Envoyé par myoper Voir le message
    Ce que je voulais dire c'est qu'une partie de cette force sera transmise au toit de l'avion et diminuera son poids d'autant (en fait, pour être plus précis, elle devrait être inégalement répartie sur toute la carlingue et seule une partie en augmentera le poids : celle transmise au plancher) et qu'une partie de la force utilisée par le perroquet pour se maintenir en l'air ne parviendra pas au sol car "dissipée" avant.
    Donc un peu moins de 1001 en moyenne ?
    La force d'apesenteur est exercée sur l'air sous le perroquet mais indirectement sur le plancher de l'avion qui n'est qu'une partie de son envionnement. Je ne vois pas ce qui cloche dans ce raisonnement.
    Je ne suis pas d'accord car la carlingue et le toit aussi reposent sur le plancher ! L'effort sera transmis (au moins en moyenne).

    Bon, un perroquet c'est trop léger mais, qui dispose ici d'un hélicoptère pour faire l'essai dans une grande cuve (suffit de mettre quelques pèses camions sous la cuve) (je rigole, bien sûr, faut être dingue pour voler avec un hélicoptère dans une grande cuve fermée)
    Keep it simple stupid

  12. #9
    harmoniciste

    Re : L'avion et le perroquet

    Citation Envoyé par phinkeltz Voir le message
    si maintenant le perroquet reste en vol dans l'avion SANS toucher quoique ce soit... quel est le poids visible sur la balance???
    Je ne vois pas comment peser l'avion en vol Le poids est une force qui appuie donc quelque part. Sur quoi? Si vous voulez parler de la force exercée par le fuselage sur les ailes, alors çà fera 1Kg de plus, que le perroquet soit en vol ou posé dans la cabine. L'energie du perroquet est certe dissipée en chaleur mais la force de portance des ailes du perroquet, elle, ne se dissipe pas. Elle trouve sa réaction sur l'air de la cabine, et au final sur la cabine elle-même.

  13. #10
    lalaindu07

    Thumbs down Re : L'avion et le perroquet

    Salut
    ca fera moins de 1000kg dans tous les cas car avec tout le kerozene que t'as brule en attendant de trouver la reponse tu sera plus pret des 900 kg

    ok je plaisante

  14. #11
    myoper
    Modérateur

    Re : L'avion et le perroquet

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Je ne suis pas d'accord car la carlingue et le toit aussi reposent sur le plancher ! L'effort sera transmis (au moins en moyenne).
    Oui tout a fait. C'est pour ça que je dis que la force s'exercant sur le plafond de la carlingue vers le haut (pression générée qui ne s'arrète pas au plancher mais va se répartir dans la cabine) aura tendance a le tirer vers le haut et donc l'alléger et celle s'exercant perpendiculairement au poids sur les "bords" ne l'augmentera pas (perdue pour le poids total).

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Bon, un perroquet c'est trop léger mais, qui dispose ici d'un hélicoptère pour faire l'essai dans une grande cuve (suffit de mettre quelques pèses camions sous la cuve) (je rigole, bien sûr, faut être dingue pour voler avec un hélicoptère dans une grande cuve fermée)
    Oui, par exemple, les avions a hélice dont la coupe franche (capot avant type AT6) est quasiment de la même surface que celle battue par l'hélice devraient avoir des problèmes pour seulement avancer (de même pour les modèles réduits qui ont parfois de très petites hélices trés rapides).

    L'hélico dans la boite a été posée mais je ne retrouve plus le fil pour voir s'il y avait le modèle physique de l'écoulement d'air et les pressions générées.

  15. #12
    curieuxdenature

    Re : L'avion et le perroquet

    Citation Envoyé par phinkeltz Voir le message
    Bonsoir, je sais que c'est une question bête et sans doute 1000 fois posée mais j'ai besoin de votre aide:
    Soit un avion fermé pesant 1 tonne
    Soit un perroquet pesant 1kg
    si je pèse l'avion + le perroquet, j'obtiens 1001kg
    Si maintenant j'ouvre la porte de l'avion , que le perroquet rentre dedans et que je referme la porte:
    1/ le perroquet se pose sur un siège: je pèse le tout, logiquement j'obtiens 1001Kg
    si maintenant le perroquet reste en vol dans l'avion SANS toucher quoique ce soit... quel est le poids visible sur la balance???
    Je pense que le poids sera toujours de 1000 kg mais j'ai 5 amis sur le dos... merci de votre aide la plus scientifique possible...
    Bonjour

    déjà pour parler de poids il y a une erreur, un poids est une force donc la balance on oublie.
    Si tu raisonnes en terme de masse alors il n'y a pas d'ambiguïté, la masse de l'ensemble sera de 1001 kg et le carburant dépensé pour accélérer le tout devra prendre la masse du plumé en compte.
    Comme déjà dit, c'est un remake de la mouche dans le bocal, ou du poids de 2 aimants, une fois collés, une fois l'un d'eux en lévitation forcée.
    L'electronique, c'est fantastique.

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  17. #13
    myoper
    Modérateur

    Re : L'avion et le perroquet

    Citation Envoyé par curieuxdenature Voir le message
    déjà pour parler de poids il y a une erreur, un poids est une force donc la balance on oublie.
    Je parle bien de l'avion sur une balance.

    Citation Envoyé par curieuxdenature Voir le message
    ...ou du poids de 2 aimants, une fois collés, une fois l'un d'eux en lévitation forcée.
    Je ne sais pas comment se pose le problème des deux aimants l'un exercant "complétement sa force" sur l'autre (?) au contraire du perroquet qui n'a pas de liaison rigide avec l'avion (et/ou son plancher) mais qui exerce sa sustentation dans l'air, c.a.d. par l'intermédiaire d'un fluide compressible.
    Et de la même façon qu'on ne pourra plus percevoir la pression au sol d'un oiseau en vol a partir d'une certaine hauteur, cette force sera dissipée et répartie dans la carlingue si les parois son assez éloignées du dit oiseau par l'intermédiaire du fluide (...).

    Un peu comme quand on met un mixer a main dans un bocal. Le flot est dirigé vers le bas par l'hélice du hachoir mais le niveau monte (vers le haut dirait Lapalisse) et si le fluide avait été enfermé dans un pot étanche, on constaterait une augmentation de la pression sur toutes les parois (fluide).

    Je dirais donc que si la carlingue est assez grande, l'avion restera a 1000 Kg sur la balance, le perroquet en vol mais "plus" au décollage de l'oiseau.

  18. #14
    Pio2001

    Re : L'avion et le perroquet

    Bonjour,
    Le problème de la mouche dans le bocal / sous-marin / voiture / oiseau dans le camion / hélicoptère dans une boîte / perroquet dans l'avion... est un cas longuement discuté. Exemple : http://forums.futura-sciences.com/ph...-un-bocal.html

    Avant que le fil ne se noie dans d'interminables pages de propositions, hypothèses et discussions, donnons la réponse exacte : le poids de l'oiseau est bien ressenti par la balance.

    L'expérience a été menée par Mythbuster avec des pigeons, puis un hélicoptère en modèle réduit, dans une remorque de camion : http://www.youtube.com/watch?v=yxoOGoVn1dM

    La balance indiquait bien le poids des pigeons et de l'hélicoptère, même lorsque ceux-ci ne touchaient pas le sol.

    Il est difficile de modéliser complètement cette expérience, mais je pense qu'il serait intéressant de le faire. Je vais proposer un début.

    Tout d'abord, l'oiseau. On le suppose en vol stationnaire à l'intérieur de la boîte. Comme son centre de masse ne subit pas d'accélération, le bilan des force qui s'y appliquent est nul.
    L'oiseau subit donc une force opposée à son poids, dirigée de bas en haut.
    Cette force est donnée par l'appui qu'il prend sur l'air en battant des ailes.

    On peut proposer un modèle dans lequel la force de portance est donnée par la différence de pression entre les deux côtés des ailes. J'ai essayé avec un autre modèle dans lequel la force de portance résulte de l'accélération de l'air qui traverse le plan des ailes.

    Figure 1, j'ai représenté l'oiseau. L'air circule de haut en bas. Il arrive par le haut avec une vitesse v1, traverse le plan des ailes et ressort de l'autre côté avec une vitesse v2 supérieure à v1.
    La force nécessaire pour accélérer l'air depuis la vitesse v1 vers la vitesse v2 est donc égale au poids de l'oiseau.

    Figure 2 j'imagine l'oiseau enfermé dans une boîte cylindrique, en vol stationnaire au centre de celle-ci. Le flux d'air dans la boîte a une structure torique. Il circule de haut en bas au centre de la boîte, et de bas en haut le long des parois de la boîte.

    L'air gagne de l'énergie cinétique en traversant le plan des ailes de l'oiseau. Où cette énergie est-elle dissipée ? Dans le ralentissement de l'air le long du cycle, qui revient au-dessus du plan des ailes avec une vitesse inférieure à celle à laquelle il l'avait quitté par en-dessous.
    Qu'est-ce qui fait ralentir l'air ? On peut proposer les frottements contre les parois de la boîte, ou les frottements visqueux internes à la masse d'air.

    Là, les choses se compliquent, car on peut imaginer que l'air ralentit par viscosité à la vitesse v1 avant d'atteindre le fond de la boîte. On ne peut alors plus déduire le repoprt du poids de l'oiseau en utilisant les forces de défléxion des courants d'air au fond et au sommet de la boîte.

    Pourtant, même si l'énergie cinétique est dissipée localement, la force est reportée au fond de la boîte. Comment ? Raisonnons par analogie.

    Je pense que le vol de l'oiseau est complètement analogue à l'expérience illustrée figure 03.
    Dans une boîte hérmétiquement close, une échelle de corde est tendue autour de deux poulies. La poulie du bas peut tourner librement, sans frottement.
    La poulie du haut, en revanche, est reliée à une hélice enfermée dans une boîte remplie de miel. Sa rotation est ralentie par frottement visqueux.
    Un bonhomme se tient sur l'échelle. Les poulies pouvant tourner, il perd de l'altitude. Il remonte donc le long de l'échelle en escaladant les échelons afin de se maintenir à hauteur constante.

    De même que l'oiseau, le bonhomme, s'il ne bat pas des "ailes", chute.
    De même que l'oiseau, il prend appui sur un support mobile pour se maintenir en place.
    De même que l'air de la boîte circule de façon cyclique, l'échelle de corde tourne en rond.
    De même que l'air dissipe l'énergie fournie par l'oiseau par frottements, le pot de miel dissipe l'énergie fournie par le bonhomme par frottements.

    Figure 4 se trouvent les forces éxercées par l'échelle sur ses supports, plus le poids du bonhomme.
    Attention, les forces en noir, bleu et vert constituent le bilan des forces exercées par l'échelle sur son environnement, poids négligé. Le poids du bonhomme, en rouge, ne fait pas partie de ce bilan.
    En revanche, les forces T2, T3 et P constituent le bilan des forces exercées sur l'échelon sur lequel se tient le bonhomme, et qui est immobile.
    T2 = P + T3

    Les différentes portions d'échelle exercent des tensions égales et opposées à leurs extrémités :
    T5 + T6 = 0
    T1 + T2 = 0
    T3 + T4 = 0

    T3, T4, T5 et T6 sont petites devant T1, T2 et P.

    Le bilan des forces exercées sur les poulies est la somme vectorielle T1 + T4 + T5 + T6. Elle est voisine de T1, qui est la force la plus importante, elle-même voisine de P.

    Sur la poulie du haut, la différence entre les points d'application de T1 et T6 exerce un couple qui fait tourner la poulie. Le travail de ce couple est dissipé dans le pot de miel.

    L'intérêt de cette analogie est de voir que malgré la dissipation complète de l'énergie développée par le bonhomme dans le pot de miel, son poids est intégralement reporté sur les poulies !

    Je pense qu'il en est de même avec l'air qui soutient l'oiseau. Même s'il dissipe complètement l'énergie développée par l'oiseau, cela ne l'empèche absolument pas de reporter intégralement son poids sur le fond de la boîte.
    Images attachées Images attachées
    Dans un espace vectoriel discret, les boules fermées sont ouvertes.

  19. #15
    myoper
    Modérateur

    Re : L'avion et le perroquet

    Citation Envoyé par Pio2001 Voir le message

    La balance indiquait bien le poids des pigeons et de l'hélicoptère, même lorsque ceux-ci ne touchaient pas le sol.
    Ma question est ici : le poids total ?

    Je suis d'accord en partie avec ta démo (tout le début).
    C'est l'estimation des pertes qui me pose problème. Car si la poulie est une bonne approche de départ (j'ai fait le même raisonnement au départ), elle représente une transmission de force rigide et directionnelle contrairement a un fluide (si les vecteurs s'annulent bien deux a deux a un endroit très proche des ailes (au contact, en fait), cela devient de moins en moins vrai au fur et a mesure qu'on s'en éloigne : sinon on sentirait le même courant d'air quand il nous frole ou quand il nous survolle a bonne hauteur - forcément).

    La ou je diffère, c'est a la fig 2 (la citroulle) ou tu mets des forces qui restent "fixes" alors que ce sont des pressions qui n'ont pas de raison de rester directionnelles au fur et a mesure que l'on s'éloigne du centre la perturbation.
    La liaison entre l'air (appui du piaf) et le plancher-environnement répond a la mécanique des fluides (reporté dans le pot de miel et pas sur la poulie) : ce ne sont plus des forces mais des pressions.

    Si le poids total était reporté sur le fond de la boite, l'exemple que j'ai donné et que chacun peut réaliser ne serait pas possible. A savoir observer la montée du niveau d'un liquide (pression vers le haut) quand on met un mixer a main dedans.
    Cela signifierait aussi que la transmission d'une pression dans un fluide est directionnelle.
    La différence avec l'avion est que l'air est compressible, ce qui peut amortir les forces d'une certaine façon mais qui viendra de toute façon se répercuter sur les parois.

    Je suis d'accord avec toi pour dire que tant que le sol est pris dans la turbulence, le poids sera en plus grande partie reportée dessus mais dès que les parois en seront suffisamment éloignées, il n'y a pas de raisons de penser que la pression de l'air n'aura pas tendance a se répartir uniformément (par exemple, pression sur le fond et le coté d'une pompe a vélo).
    Dernière modification par myoper ; 13/03/2010 à 11h49.

  20. #16
    Pio2001

    Re : L'avion et le perroquet

    La nuit porte conseil. Je vois maintenant comment faire la démonstration complète.

    Mais d'abord...
    Citation Envoyé par myoper Voir le message
    Ma question est ici : le poids total ?
    On ne pourra jamais le savoir, car on pourra toujours supposer que la fraction de poids non reportée sur la base, si elle est non nulle, est plus petite que l'incertitude de mesure.

    Citation Envoyé par myoper Voir le message
    La ou je diffère, c'est a la fig 2 (la citroulle) ou tu mets des forces qui restent "fixes" alors que ce sont des pressions qui n'ont pas de raison de rester directionnelles au fur et a mesure que l'on s'éloigne du centre la perturbation.
    En fait, ce ne sont pas des lignes de force, que j'ai représentées. Si c'était le cas, le bilan serait effectivement incomplet, car il manquerait les forces dissipatives qui ralentissent le mouvement.
    Ce sont les directions d'écoulement, que j'ai représentées. Les lignes de flux, quoi. Elles illustrent le fait que la boîte est hérmétique, et que l'air tourne en rond sans entrer ni sortir de la boîte.

    Citation Envoyé par myoper Voir le message
    La liaison entre l'air (appui du piaf) et le plancher-environnement répond a la mécanique des fluides (reporté dans le pot de miel et pas sur la poulie) : ce ne sont plus des forces mais des pressions.
    Effectivement, les différences de pression vont entrer en jeu. On va les prendre en compte.

    Citation Envoyé par myoper Voir le message
    Si le poids total était reporté sur le fond de la boite, l'exemple que j'ai donné et que chacun peut réaliser ne serait pas possible. A savoir observer la montée du niveau d'un liquide (pression vers le haut) quand on met un mixer a main dedans.
    Force vers le haut, tu veux dire, et non pression vers le haut. C'est un ricochet sur le fond du récipient, qui supporte la réaction nécessaire à la propulsion du liquide vers le haut.
    La hauteur de liquide implique que la pression à la base est plus grande qu'au repos. Mais elle s'exerce peut-être sur une surface plus petite. C'est un problème compliqué.
    Ce que je dis (et j'entame un plan de démonstration avec l'oiseau dans le message suivant), c'est simplement que le poids du mixer sera répercuté vers l'extérieur. Sur ton bras si la pression qu'il exerce sur le fond du récipient est insuffisante, et sur le fond du récipient s'il tourne assez vite et que tu ne sens plus son poids car ton bras est repoussé vers le haut.

    Citation Envoyé par myoper Voir le message
    Cela signifierait aussi que la transmission d'une pression dans un fluide est directionnelle.
    Directionnelle non, inhomogène oui.
    Dans un espace vectoriel discret, les boules fermées sont ouvertes.

  21. #17
    Pio2001

    Re : L'avion et le perroquet

    Voici comment procéder pour mener une démonstration complète. Je ne donne que le plan, sans faire tous les calculs. Ce n'est donc pas une preuve, jusqu'à ce qu'une personne les fasse.

    J'ai parlé de l'accélération de l'air qui traverse le plan des ailes. C'est une chose qui porte l'oiseau. Il faut ajouter la différence de pression entre l'air qui est au-dessus et l'air qui est en-dessous. Cela porte également l'oiseau. La force résultante est l'intégrale de la différence de pression sur toute la surface des ailes.

    La somme des deux forces, réaction à l'accélération de l'air, et intégrale de la différence de pression, est égale et opposée au poids de l'oiseau car le centre de masse de celui-ci est immobile en moyenne.

    Prenons pour commencer la force correspondant à l'accélération de l'air. L'air accéléré reste enfermé dans la boîte en tourne en rond selon un parcours qui peut être quelconque, avec divers changements de direction.
    La boîte étant fermée, les vitesses de translations des différentes particules d'air s'annulent toutes. Le régime étant stationnaire, les vitesses des tourbillons restent stables.
    A partir de là, on doit pouvoir prouver que l'accélération que subit l'air en traversant le plan des ailes est compensée par une décélération égale est opposée qui a lieu sur le reste du volume.
    Sur le diagramme, c'est simple, puisque l'air circule sur une ligne de flux fermée. Comme il revient par le haut à la vitesse v1, l'intégrale des accélérations qu'il a subies durant son parcours pour aller du dessous des ailes vers le dessus vaut v1-v2. Il faudrait le démontrer dans le cas de lignes de flux quelconques, en se basant sur l'hypothèse de la boîte fermée et du régime stationnaire.
    L'accélération pour repasser de v2 à v1 est donc subie par l'air, et cette partie excluant l'oiseau, la réaction à cette accélération est exercée sur l'ensemble de la boîte, puisqu'elle soutient l'air.

    Ensuite, l'autre partie de la portance : la différence de pression entre le dessus et le dessous. Là, il va falloir utiliser des théorèmes d'intégration dont je ne me souvient plus, en supposant qu'il s'agit de la seule discontinuité dans le champ de pression.
    Je pense que nous aurons besoin comme données initiales la pression globale, qui est la même avec ou sans l'oiseau. Nous pourrons négliger le gradient de pression hydrostatique de l'air, car la boîte est plongée dans l'air. Le poids de l'air qui est à l'intérieur équilibre donc la poussée d'Archimède subie par la boîte de l'extérieur.
    Cela va nous donner l'intégrale des pressions exercées sur les parois en fonction de la surface de celles-ci.
    Avec cela, on doit pouvoir appliquer un théorème qui relie intégrale de surface et intégrale de volume. C'est un truc célèbre.
    Il ne doit marcher qu'avec les fonctions continues. On doit pouvoir utiliser une astuce pour introduire notre discontinuité dans l'équation, sachant que sa valeur correspond à la deuxième partie du poids de l'oiseau, et ainsi montrer que cette partie se répercute aussi sur l'intégrale des pressions sur les parois.

    Yapluka.
    Dans un espace vectoriel discret, les boules fermées sont ouvertes.

  22. #18
    curieuxdenature

    Re : L'avion et le perroquet

    Citation Envoyé par myoper Voir le message
    Je ne sais pas comment se pose le problème des deux aimants l'un exercant "complétement sa force" sur l'autre (?) au contraire du perroquet qui n'a pas de liaison rigide avec l'avion (et/ou son plancher) mais qui exerce sa sustentation dans l'air, c.a.d. par l'intermédiaire d'un fluide compressible.....

    Je dirais donc que si la carlingue est assez grande, l'avion restera a 1000 Kg sur la balance, le perroquet en vol mais "plus" au décollage de l'oiseau.
    Bonjour myoper

    Le problème des deux aimants est simple à résoudre vu que la position d'équilibre peut être stable. Le flux magnétique peut être substitué à un ressort tout ce qui a de plus ordinaire.

    Pour le perroquet j'imagine pouvoir le remplacer par une sphère creuse de 1 kg flottant à la surface d'une eau remplaçant l'air contenu dans la carlingue. Pour moi rien ne se perd et la masse totale sera bien de 1001 kg, à Paris il pèsera donc 9.81 * 1001 kg.
    L'electronique, c'est fantastique.

  23. Publicité
  24. #19
    Pio2001

    Re : L'avion et le perroquet

    Citation Envoyé par curieuxdenature Voir le message
    Pour le perroquet j'imagine pouvoir le remplacer par une sphère creuse de 1 kg flottant à la surface d'une eau
    Excellente idée. Cela peut nous permettre de résoudre le problème du calcul des pressions, en admettant que le modèle eau-air est équivalent à ce qui se passe dans la boîte avec le perroquet générant lui-même la différence de pression dessus/dessous à la force de ses ailes.
    Dans un espace vectoriel discret, les boules fermées sont ouvertes.

  25. #20
    myoper
    Modérateur

    Re : L'avion et le perroquet

    Citation Envoyé par Pio2001 Voir le message
    On ne pourra jamais le savoir, car on pourra toujours supposer que la fraction de poids non reportée sur la base, si elle est non nulle, est plus petite que l'incertitude de mesure.
    Pas forcément, un (plusieurs ?) capteur de pression permettrait de la déterminer.

    Citation Envoyé par Pio2001 Voir le message
    En fait, ce ne sont pas des lignes de force, que j'ai représentées. Si c'était le cas, le bilan serait effectivement incomplet, car il manquerait les forces dissipatives qui ralentissent le mouvement.
    ...
    Directionnelle non, inhomogène oui.
    D'accord.

    Citation Envoyé par Pio2001 Voir le message
    Force vers le haut, tu veux dire, et non pression vers le haut. C'est un ricochet sur le fond du récipient, qui supporte la réaction nécessaire à la propulsion du liquide vers le haut.
    Oui, j'ai voulu dire force qui va se traduire par une pression.

    Citation Envoyé par Pio2001 Voir le message
    La hauteur de liquide implique que la pression à la base est plus grande qu'au repos. Mais elle s'exerce peut-être sur une surface plus petite. C'est un problème compliqué.
    Ce que je dis (et j'entame un plan de démonstration avec l'oiseau dans le message suivant), c'est simplement que le poids du mixer sera répercuté vers l'extérieur. Sur ton bras si la pression qu'il exerce sur le fond du récipient est insuffisante, et sur le fond du récipient s'il tourne assez vite et que tu ne sens plus son poids car ton bras est repoussé vers le haut.
    Oui mais a moins que je me trompe, les pressions qui traduisent les forces en jeux vont "s'homogénéiser" avec la distance.
    Pour le mixer, je voulait juste dire que le flux va augmenter la pression générale dans le récipient (de façon plus ou moins homogène suivant le calcul que quelqu'un va nous faire).

    Citation Envoyé par curieuxdenature Voir le message
    Pour moi rien ne se perd et la masse totale sera bien de 1001 kg, à Paris il pèsera donc 9.81 * 1001 kg.
    Idem pour moi mais je pense qu'une partie de du poids sera transmise aux parois par l'intermédiaire de la sustentation dans un fluide.
    Flotter relève juste du principe d'Archimède (dépendant du volume et du poids (donc dans un axe déterminé) de l'eau) mais dans le cas de l'avion, on a réaction/contre-réaction dans un fluide compressible (quoiqu'ici je ne suis pas sur que la compressibilité ait un intérèt) et qui devrait dépendre de la taille de la boite.

    PS : compris, pour l'aimant.

    Citation Envoyé par Pio2001 Voir le message
    Cela va nous donner l'intégrale des pressions exercées sur les parois en fonction de la surface de celles-ci.
    Avec cela, on doit pouvoir appliquer un théorème qui relie intégrale de surface et intégrale de volume. C'est un truc célèbre.
    Oui mais on peut se placer en dehors des turbulences, cela simplifierait le calcul, non ?

    Je sens que je ne vais pas comprendre la démonstration, moi ...

  26. #21
    Pio2001

    Re : L'avion et le perroquet

    Il faut justifier que les turbulences locales ont une influence nulle. Quant à la sustentation de l'oiseau, elle a lieu grâce à un tourbillon général. Celui-là on ne pourra pas le négliger.
    Dans un espace vectoriel discret, les boules fermées sont ouvertes.

  27. #22
    curieuxdenature

    Re : L'avion et le perroquet

    Citation Envoyé par myoper Voir le message
    Idem pour moi mais je pense qu'une partie de du poids sera transmise aux parois par l'intermédiaire de la sustentation dans un fluide.
    Flotter relève juste du principe d'Archimède (dépendant du volume et du poids (donc dans un axe déterminé) de l'eau) mais dans le cas de l'avion, on a réaction/contre-réaction dans un fluide compressible (quoiqu'ici je ne suis pas sur que la compressibilité ait un intérèt) et qui devrait dépendre de la taille de la boite.
    Bonjour myoper

    flotter sans à-coups est une façon de résoudre la question justement.
    Je pense qu'on se se laisse distraire par les battement d'ailes de l'oiseau, c'est un mouvement complexe parce que c'est un enchainement de temps d'accélérations et de chutes libre d'un corps.
    Un temps où l'avion sera plus lourd et un temps pour le contraire.
    Mais bon, si on fait la moyenne on peut considérer que le volatile n'est rien de plus qu'une boule de 1 kg en suspension dans l'air de la carlingue.
    Je pense alors que le moyen importe peu, le perroquet peu aussi bien être suspendu à un élastique qu'assis sur son perchoir, la balance n'y verra que du feu.
    L'electronique, c'est fantastique.

  28. #23
    myoper
    Modérateur

    Re : L'avion et le perroquet

    Citation Envoyé par curieuxdenature Voir le message
    flotter sans à-coups est une façon de résoudre la question justement.

    ... on peut considérer que le volatile n'est rien de plus qu'une boule de 1 kg en suspension dans l'air de la carlingue.

    Je pense alors que le moyen importe peu, le perroquet peu aussi bien être suspendu à un élastique qu'assis sur son perchoir, la balance n'y verra que du feu.
    Oui, je suis d'accord mais il faut voir si le principe d'archimède est substituable dans ce cas a une propulsion (je ne me focalise pas sur les battements de l'aile, je pense plus a une hélice ou a un réacteur et je propose bien d'étudier le problème a une distance ou les turbulences et les flux sont amortis (mais ou ?)).

    Et justement, une liaison physique comme un élastique transmet la force jusqu'a son point d'atache alors que je ne sens pas le souffle du rotor d'un hélico a 100 mètres au dessus de moi alors que je devrais le sentir si la force de sustentation était verticale et transmise intégralement au sol.
    Ce qui me suggère que la distribution de la force de sustentation via un fluide ne donnerait pas une résultante uniquement verticale (mais je peux évidement me tromper - je cherche a comprendre a défaut de pouvoir le démontrer).

    Par contre la pression étant uniforme (je laisse tomber la compressibilité), celle-ci sera identique sur toutes les parois et ce ne serait pas "1 Kg" divisée par la surface mais 1 Kg partout ... et le poids de 1 Kg serait bien transmis a la balance (ce sont les intensités que j'ai du mal a visualiser).
    Il n'y a peut être pas a faire de calcul complexe, finalement.
    (si j'appuie avec une force de 1 Kg sur une pompavélo, j'aurais bien ce kilo transmis sur toutes les surfaces de la pompe ).

  29. #24
    Pio2001

    Re : L'avion et le perroquet

    Citation Envoyé par myoper Voir le message
    Par contre la pression étant uniforme (je laisse tomber la compressibilité), celle-ci sera identique sur toutes les parois
    Si la pression est uniforme, alors la seule force qui soutient le perroquet est l'accélération du flux d'air vers le bas. L'air ne s'échappant pas de la boîte, cette accélération vers le bas est compensée par une décélération égale et opposée quelque part dans la boîte.
    L'accélération est donc le résultat de la force du perroquet sur l'air, et la décélération le résultat des forces des parois sur l'air, parois qui subissent donc une force orientée vers le bas et égale au poids du perroquet.

    Si le perroquet est soutenu par la différence de pression entre le dessus et le dessous des ailes, que le fluide soit compressible ou non, il doit y avoir moyen de faire quelque chose avec tout ça : http://fr.wikipedia.org/wiki/Th%C3%A...lux-divergence
    Dans un espace vectoriel discret, les boules fermées sont ouvertes.

  30. Publicité
  31. #25
    myoper
    Modérateur

    Re : L'avion et le perroquet

    Citation Envoyé par Pio2001 Voir le message
    ... et la décélération le résultat des forces des parois sur l'air, parois qui subissent donc une force orientée vers le bas et égale au poids du perroquet.

    je pensais plutot a : "résultat des forces de l'air sur les parois, parois qui subissaient une pression perpendiculaire a leur surface : vers le haut, ça ne fait rien (c'est "perdu") et vers le bas, ça "appuie" sur la balance ...

    Bon alors maintenant les mots que j'écris ne veulent plus rien dire pour moi. Ce qui veut dire que vous avez certainement raison quelle que soit la taille de la carlingue et totalement quand ce sera formalisé simplement et clairement (pour moi).
    Le ballon d'hélium, c'était quand même plus simple.
    Dernière modification par myoper ; 15/03/2010 à 01h20.

  32. #26
    Pio2001

    Re : L'avion et le perroquet

    Les forces de pression sont perpendiculaires à la surface, nous sommes d'accord.
    On considère que l'enceinte n'est ni en surpression, ni en dépression par rapport à l'extérieur. L'ensemble des forces de pression appliquées par l'intérieur et par l'extérieur s'équilibrent donc.

    Mais voilà, l'air, à l'intérieur, n'est pas immobile. Ce qui pose tout un tas de problèmes d'hydrodynamique : défléxion des flux d'air avec réaction des parois, dépression due au glissement du fluide le long de la paroi etc. La pression sur chaque paroi est donc inconnue, inhomogène, et même pas définie correctement en statique des fluides, ce qui nous empèche d'en faire un bilan détaillé, car il y a plusieurs circulations d'air possibles pouvant soutenir le perroquet. La résultante des forces (intégrale de surface sur l'ensemble des parois) nous est inconnue a priori.

    Mais nous avons une information capitale. Dans le cas de figure que nous traitons (sustentation du perroquet par accélération du fluide porteur uniquement), nous connaissons le bilan total des accélérations. Il est vectoriellement nul (sinon le centre de gravité du fluide se déplacerait, or nous supposons le régime permanent).
    Nous savons qu'une partie vectoriellement non nulle de ces accélérations locales se manifeste au total par une force égale et opposée au poids du perroquet, ce qui permet à celui-ci de ne pas chuter.
    Nous savons qu'il n'y a rien d'autre que le perroquet dans la boîte.
    Nous pouvons donc dire que le reste des accélérations locales subies par l'air de la boîte
    -Vaut le vecteur nul moins l'accélération provoquée par le perroquet (total moins la partie perroquet).
    -Provoque une réaction sur ce qui n'est pas le perroquet, donc les parois, puisqu'il n'y a rien d'autre.
    -Que puisque réaction il y a et que les parois sont immobiles par rapport au perroquet, cette "réaction", au total, a même module et direction opposée à celle subie par le perroquet.

    Donc les parois subissent une force dirigiée vers le bas et égale au poids du perroquet.

    J'admet qu'il y a un point nébuleux dans ma formulation, c'est comment l'accélération d'un fluide est reliée à une force sur un solide immobile.
    Dans un espace vectoriel discret, les boules fermées sont ouvertes.

  33. #27
    myoper
    Modérateur

    Re : L'avion et le perroquet

    Oui, d'accord. Pareil (pour le point nébuleux qui m'a beaucoup troublé et me trouble encore).

  34. #28
    Pio2001

    Re : L'avion et le perroquet

    Ce n'est pas si trouble que cela. C'est le principe fondamental de la dynamique F = ma avec F = P, poids du perroquet, subi par l'air qui le soutient. L'air subit une force, il accélère.

    D'habitude, c'est le sol qui soutient les solides qui sont posés dessus pour les empècher de tomber en leur imprimant une réaction égale et opposée à leur poids. Là, c'est l'air, puisque le perroquet vole.

    Il y a plusieurs sources possibles à cette réaction : tensions internes dont la résultante est dirigée vers le haut, dans le cas du sol. Différence de pression dessus / dessous pour une aile de perroquet, et réaction de l'air propulsé vers le bas par le battement d'aile avec F = ma.

    D'ailleurs, la formule néglige les différences de pression. Pour les introduire, on devrait écrire -R1 = ma, avec R1 + R2 = -P les deux réactions qui soutiennent l'aile, R1 dûe à l'accélération de l'air chassé, et R2 dûe aux différences de pression.

    J'en ai peut-être oublié, et il y a peut être aussi R3, R4... Ou peut-être au contraire que R1 et R2 sont une seule et même chose... La dynamique des fluides, j'ai vu ça en vitesse, et il y a longtemps.

    Une chose est sûre, si le perroquet chasse de l'air vers le bas, en accélérant celui-ci, il y a forcément une force appliquée par l'aile du perroquet sur l'air F = ma, et une réaction égale et opposée de l'air sur l'aile.
    Dans un espace vectoriel discret, les boules fermées sont ouvertes.

  35. #29
    Pio2001

    Re : L'avion et le perroquet

    Oups ! Quelques edits effectués ci-dessus pour transformer les F en R et mettre les bons signes partout.
    Dans un espace vectoriel discret, les boules fermées sont ouvertes.

  36. #30
    Pio2001

    Re : L'avion et le perroquet

    J'ai une idée : et si on considère l'air comme un volume délimité par deux surfaces patatoïdes concentriques ( = de structure topologiquement équivalente à celle d'une sphère par déformation continue, autrement dit, fermées sans bord et sans trou).
    Une surface Se à l'éxtérieur (la surface interne des parois de la boîte, de forme quelconque), une surface Si à l'intérieur (la surface extérieure du perroquet, de forme quelconque).

    On connaît l'intégrale des forces de pression exercées par l'air sur la surface Si. C'est notre réaction R2.
    On devrait peut-être en déduire quelque chose sur l'intégrale des forces de pression sur Se, moyennant les bonnes hypothèses, non ?
    Dans un espace vectoriel discret, les boules fermées sont ouvertes.

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