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Quelle vitesse maximum dans un tube vide ?



  1. #1
    danylec

    Quelle vitesse maximum dans un tube vide ?


    ------

    Dans le réve de vouloir relier 2 villes distantes de 1000 km ou plus , (on oublie les questions de cout et sécurité) , j'ai un tube dans lequel une navette de transport (humain ou pas) est poussée par l'arriere par une forte pression d'air et précedée devant par le vide...
    Le tout est controlé informatiquement bien sur.
    Quelle vitesse maximum puis je espérer ?
    Merci à tous

    -----
    [SIZE=4]La sagesse c'est savoir user le savoir[/SIZE]

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  3. #2
    azertylr

    Re : Quelle vitesse maximum dans un tube vide ?

    Salut, je ne suis pas un expert en la matière mais je pense 0,99c. En supposant bien sur que le vide soit parfait et que tu dispose d'une énergie considérable pour propulser cette navette !

  4. #3
    danylec

    Re : Quelle vitesse maximum dans un tube vide ?

    Citation Envoyé par azertylr
    Salut, je ne suis pas un expert en la matière mais je pense 0,99c. En supposant bien sur que le vide soit parfait et que tu dispose d'une énergie considérable pour propulser cette navette !
    Merci , mais 0.99C traduit en km heure ça fait combien ?
    cordialement
    [SIZE=4]La sagesse c'est savoir user le savoir[/SIZE]

  5. #4
    Quisit

    Re : Quelle vitesse maximum dans un tube vide ?

    c'est le fameux projet du Swissmetro
    0,99c c'est juste en dessous de la vitesse de la lumière c'est ça ?

  6. #5
    KarmaStuff

    Re : Quelle vitesse maximum dans un tube vide ?

    Citation Envoyé par Quisit
    c'est le fameux projet du Swissmetro
    0,99c c'est juste en dessous de la vitesse de la lumière c'est ça ?
    Tes passagers n'auraient même pas le temps d'avoir le coup du lapin au départ, car ils seraient déjà transformés en chair à saucisse contre la paroi du fond de la "navette".

    Tu as déjà testé un 0-100 Kms/heure "départ arrêté" dans une voiture de sport ? Là ce serait pareil, sauf que tu multiplies les effets des milliers de fois...
    Connais-toi toi-même et l'Univers n'aura plus aucun secret pour toi...

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

    Re : Quelle vitesse maximum dans un tube vide ?

    Citation Envoyé par KarmaStuff
    Tes passagers n'auraient même pas le temps d'avoir le coup du lapin au départ, car ils seraient déjà transformés en chair à saucisse contre la paroi du fond de la "navette".

    Tu as déjà testé un 0-100 Kms/heure "départ arrêté" dans une voiture de sport ? Là ce serait pareil, sauf que tu multiplies les effets des milliers de fois...
    Merci pour vos réponses , dans mon idée une vitesse "de croisiére" entre 1000 et 10000 km/heure me conviendrait.
    Pour ce qui est de l'accéleration j'aimerai savoir combien de minutes je mettrais pour arriver à 10 000 km/h tout en restant confortable pour les humains.
    L'idée serait de fare une navette inter capitales europeennes...
    Merci à tous
    [SIZE=4]La sagesse c'est savoir user le savoir[/SIZE]

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  10. #7
    Quisit

    Re : Quelle vitesse maximum dans un tube vide ?

    Alors je pense qu'il est temps pour toi de postuler ici :

    http://www.swissmetro.com/

  11. #8
    Jean-Do

    Re : Quelle vitesse maximum dans un tube vide ?

    Salut,
    Quand on parle de vide, ce n'est jamais totalement vrai : il reste toujours de l'air, même si la pression est faible .Pour le Swissmétro, le vide qui rêgnerait dans le tunnel serait équivalent à celui qui rêgne à une altitude de 15 000 m (là où évoluait le concorde).

  12. #9
    Jeanpaul

    Re : Quelle vitesse maximum dans un tube vide ?

    Me paraît pas trop juste, tout ça : ce sont les molécules d'air qui poussent le piston. Je ne vois pas comment le piston pourrait aller plus vite que les molécules, sinon il va les larguer et elles ne pousseront plus.
    En gros, la limite est la vitesse du son et pas celle de la lumière !

  13. #10
    zoup1

    Re : Quelle vitesse maximum dans un tube vide ?

    Je débarque dans le machin mais je suis d'accord avec Jean-Paul. Au maximum on devrait être limité par la vitesse des molécules dans le gaz c'est à dire par la vitesse du son dans le milieu...
    Je te donne une idée, tu me donnes une idée, nous avons chacun deux idées.

  14. #11
    danylec

    Re : Quelle vitesse maximum dans un tube vide ?

    Citation Envoyé par Jeanpaul
    Me paraît pas trop juste, tout ça : ce sont les molécules d'air qui poussent le piston. Je ne vois pas comment le piston pourrait aller plus vite que les molécules, sinon il va les larguer et elles ne pousseront plus.
    En gros, la limite est la vitesse du son et pas celle de la lumière !
    Merci pour l'info , vitesse du son = 900 m seconde soit 3500 km/h c'est une vitesse qui conviendrait.
    Sur les conseils des internautes j'ai visité "SWISSMETRO" ; il esten dessous de ce que je cherche et c'est un train; aux vitesses que je cherche (entre 1000 et 5 000 km/h) ce serait une navette sans chauffeur qui serait poussée dans la tube. Le guidage magnétique serait indispensable (pas de frottements).
    Il est évident que c'est l'informatique qui maitrisera le vide devant la navette et la pression (nombre de bars ?) derriere.
    Cordialement , merci à tous.
    [SIZE=4]La sagesse c'est savoir user le savoir[/SIZE]

  15. #12
    KarmaStuff

    Re : Quelle vitesse maximum dans un tube vide ?

    Citation Envoyé par Jeanpaul
    Me paraît pas trop juste, tout ça : ce sont les molécules d'air qui poussent le piston. Je ne vois pas comment le piston pourrait aller plus vite que les molécules, sinon il va les larguer et elles ne pousseront plus.
    En gros, la limite est la vitesse du son et pas celle de la lumière !
    Ce ne sont pas les molécules d'air qui se déplacent avec le son, mais c'est le son, à travers les molécules d'air, qui se déplace. Le son a en effet une vitesse limite (340 mètres/seconde). Tout comme pour la lumière : ce ne sont pas les molécules d'air qui vont à la vitesse de la lumière, mais la lumière elle-même dans l'élément qu'elle traverse (heuresement pour nous).

    Puis je ne vois pas ce que le son vient faire dans cette histoire... Pourquoi limiter la vitesse des molécules d'air à la vitesse du son ?
    Connais-toi toi-même et l'Univers n'aura plus aucun secret pour toi...

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  17. #13
    monnoliv

    Re : Quelle vitesse maximum dans un tube vide ?

    Ce ne sont pas les molécules d'air qui se déplacent avec le son, mais c'est le son, à travers les molécules d'air, qui se déplace. Le son a en effet une vitesse limite (340 mètres/seconde).
    Tout à fait d'accord, le son est une onde par définition et ne transporte donc aucune matière.
    Tout comme pour la lumière : ce ne sont pas les molécules d'air qui vont à la vitesse de la lumière, mais la lumière elle-même dans l'élément qu'elle traverse (heuresement pour nous).
    La lumière n'a besoin d'aucune matière pour se propager, tout comme les autres ondes électromagnétiques.
    Ne soldez pas grand mère, elle brosse encore.

  18. #14
    KarmaStuff

    Re : Quelle vitesse maximum dans un tube vide ?

    Citation Envoyé par monnoliv
    Tout à fait d'accord, le son est une onde par définition et ne transporte donc aucune matière.

    La lumière n'a besoin d'aucune matière pour se propager, tout comme les autres ondes électromagnétiques.
    Oui, bien sûr, même si l'élément peut faire varier la vitesse de la lumière. Plus rapide dans le vide que dans l'air, plus rapide dans l'air que dans l'eau, ... Ou il faudrait plutôt dire que la lumière va à la même vitesse, mais parcourt plus de distance selon un élément traversé plus dense.
    Connais-toi toi-même et l'Univers n'aura plus aucun secret pour toi...

  19. #15
    belgaran

    Re : Quelle vitesse maximum dans un tube vide ?

    En gros la question est de savoir à quelle vitesse un tube vide de 1000 km de long et de 3 m de diametre se rempli de gaz ? Est ce que c'est fonction de la pression du gaz entrant ? Fonction du volume de vide ? Si quelqu'un pouvait m'éclairer ? N'y a t'il pas un risque de refroidissement énorme du gaz injecté ?

    Amicalement Belgaran
    Je ne demande qu'une seule chose : la cohérence .

  20. #16
    Eric78

    Re : Quelle vitesse maximum dans un tube vide ?

    Bah moi ce que je ne comprend pas, c'est le mode de propulsion: pour les premiers metres, OK, mais ensuite, la distance entre le train et le départ sera tellement grande qu'il faudrait une quantité de gaz phénoménal pour garder une pression constante, sans compter qu'il faut y refaire le vide après pour repartir...
    Pour un TPE sur la cryptographie ou les trous noirs, allez voir mon profil.

  21. #17
    KarmaStuff

    Re : Quelle vitesse maximum dans un tube vide ?

    Citation Envoyé par Eric78
    Bah moi ce que je ne comprend pas, c'est le mode de propulsion: pour les premiers metres, OK, mais ensuite, la distance entre le train et le départ sera tellement grande qu'il faudrait une quantité de gaz phénoménal pour garder une pression constante, sans compter qu'il faut y refaire le vide après pour repartir...
    Bon, imagine le tunnel (ça y est, tu l'as dans l'esprit ? ).
    D'un côté la rame et une extrémité du tunnel, et de l'autre, que du vide presque parfait (c'est plutôt ce vide qui sera complexe à reproduire, il faut éviter les fuites sur 1 000 kms).

    Tu injectes du gaz (air, peu importe, enfin, plus le gaz est "lourd" mieux c'est) derrière la rame : la pression est logiquement plus forte que sur l'avant de la rame où il n'y a que du vide.

    La rame avance, poussée par cette force gazeuse. La pression derrière sera toujours plus forte que devant, jusqu'à ce que les molécules soient assez distantes pour ne plus exercer de pression.

    Et pour la quantité de gaz phénoménal, l'air est infiniment abondant, et "gratuit". Le système de compression et d'acheminement des gaz sera bien plus onéreux.

    Le mieux serait de donner une forte impulsion dès le départ, mais les passagers seraient collées contre la paroi arrière. Il faut une accélération progressive...

    On a l'exemple (plus réduit) de cet effet dans des tubes à vide (qu'on voit parfois dans les films) qui transportent des messages dans certaines entreprises ; de petites capsules de la taille d'un gros "oeuf kinder" qui vont de service en service, et ça fonctionne très bien. Mais jusqu'à quelle vitesse maximum sans danger pour les voyageurs ?

    Le frottement de l'air : la différence avec un avion à réaction, c'est qu'il n'y a pas de frottement entre l'avant du train et l'air, puisque ce dernier est remplacé par le vide. Mais plutôt le frottement entre le train lui-même et l'infrastrucuture extérieure, celle du tunnel, comme pour un piston.
    Le problème, c'est l'étanchéité entre l'arrière de la rame, et l'avant. On ne pourrait pas faire d'arrêt comme dans un métro à cause des différences de pression entre le tunnel et la "gare" à mi-chemin.

    Arrivée à destination de la rame, c'est l'inverse : on injecte de l'air à l'avant plusieurs minutes avant le terminus, et la rame ralentit jusqu'à ce que la pression entre l'avant et l'arrière soit égale (sinon, notre train repartirait en arrière).

    J'encourage plutôt un projet de train à lévitation magnétique, le procédé est déjà utilisé sans encombre. Qui vivra verra...
    Connais-toi toi-même et l'Univers n'aura plus aucun secret pour toi...

  22. #18
    PyDude

    Re : Quelle vitesse maximum dans un tube vide ?

    Citation Envoyé par KarmaStuff
    Ce ne sont pas les molécules d'air qui se déplacent avec le son, mais c'est le son, à travers les molécules d'air, qui se déplace. Le son a en effet une vitesse limite (340 mètres/seconde). Tout comme pour la lumière : ce ne sont pas les molécules d'air qui vont à la vitesse de la lumière, mais la lumière elle-même dans l'élément qu'elle traverse (heuresement pour nous).

    Puis je ne vois pas ce que le son vient faire dans cette histoire... Pourquoi limiter la vitesse des molécules d'air à la vitesse du son ?
    Je crois avoir retenu de mon cours de physique que la vitesse à laquelle se propage la pression (désolé pour les erreurs éventuelles de langage) est +- celle du son. C'est, je suppose, un maximum impossible à atteindre dans ces conditions puisqu'en plus il y a le véhicule qui ralentit le gaz dans son expansion...

    PS: comment envisager que l'air propulserait l'engin si il doit y avoir du jeu entre lui-même et la structure du tunnel (frottements)? Il va passer à coté...
    To err is human, but to really mess things up you need a computer.

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  24. #19
    Eric78

    Re : Quelle vitesse maximum dans un tube vide ?

    Nan mais il y a comme un problème la... Pour produire cette quantité de gaz sous pression, il faut faire un piston du diamètre du tunnel, se déplacant à la vitesse du train Et pour faire bouger ce piston, tu comptes mettre de l'air sous pression derrière?
    Pour un TPE sur la cryptographie ou les trous noirs, allez voir mon profil.

  25. #20
    danylec

    Re : Quelle vitesse maximum dans un tube vide ?

    Citation Envoyé par KarmaStuff
    Bon, imagine le tunnel (ça y est, tu l'as dans l'esprit ? ).
    D'un côté la rame et une extrémité du tunnel, et de l'autre, que du vide presque parfait (c'est plutôt ce vide qui sera complexe à reproduire, il faut éviter les fuites sur 1 000 kms).

    Tu injectes du gaz (air, peu importe, enfin, plus le gaz est "lourd" mieux c'est) derrière la rame : la pression est logiquement plus forte que sur l'avant de la rame où il n'y a que du vide.

    La rame avance, poussée par cette force gazeuse. La pression derrière sera toujours plus forte que devant, jusqu'à ce que les molécules soient assez distantes pour ne plus exercer de pression.

    Et pour la quantité de gaz phénoménal, l'air est infiniment abondant, et "gratuit". Le système de compression et d'acheminement des gaz sera bien plus onéreux.

    Le mieux serait de donner une forte impulsion dès le départ, mais les passagers seraient collées contre la paroi arrière. Il faut une accélération progressive...

    On a l'exemple (plus réduit) de cet effet dans des tubes à vide (qu'on voit parfois dans les films) qui transportent des messages dans certaines entreprises ; de petites capsules de la taille d'un gros "oeuf kinder" qui vont de service en service, et ça fonctionne très bien. Mais jusqu'à quelle vitesse maximum sans danger pour les voyageurs ?

    Le frottement de l'air : la différence avec un avion à réaction, c'est qu'il n'y a pas de frottement entre l'avant du train et l'air, puisque ce dernier est remplacé par le vide. Mais plutôt le frottement entre le train lui-même et l'infrastrucuture extérieure, celle du tunnel, comme pour un piston.
    Le problème, c'est l'étanchéité entre l'arrière de la rame, et l'avant. On ne pourrait pas faire d'arrêt comme dans un métro à cause des différences de pression entre le tunnel et la "gare" à mi-chemin.

    Arrivée à destination de la rame, c'est l'inverse : on injecte de l'air à l'avant plusieurs minutes avant le terminus, et la rame ralentit jusqu'à ce que la pression entre l'avant et l'arrière soit égale (sinon, notre train repartirait en arrière).

    J'encourage plutôt un projet de train à lévitation magnétique, le procédé est déjà utilisé sans encombre. Qui vivra verra...
    Merci à tous pour l'intéret que vous portez à mes divagations...

    Voici qqes idées dans la suite.
    D'abord rappemons nous la "sarbacane" , c'est bien l'air qui pousse un objet...
    A base vitesse il pourra tres bien y avoir de l'air devant la navette.
    Selon la vitesse le vide sera fait devant (de façon graduelle) tout comme la montée en pression derriere (de façon graduelle) .... mais pas sur la longueur totale du tube .
    Le tube serait (disons par exemple tous les 10 metres) jonché de "bouche" de pression et également de "bouches" de dépression (vide).
    Le systéme de "pression / vide" serait opérationnel on peut imaginer sur 1 nombre de kilometre propre à la vitesse (pêut etre entre 5 et 50 kilometres).
    L'informatique pilotera intégralement ce systeme.
    Si qqun peut me donner une précision sur le maximun d'accélération et décélération q'un humain peut confortablement supporter...
    Merci à tous
    [SIZE=4]La sagesse c'est savoir user le savoir[/SIZE]

  26. #21
    Jeanpaul

    Re : Quelle vitesse maximum dans un tube vide ?

    Le son est effectivement une agitation d'ensemble des molécules.
    Ces molécules sont animées de mouvements désordonnés (agitation thermique), dont la vitesse moyenne dépend de la température (comme sqr(T)).
    On montre dans les cours classiques que la vitesse du son est du même ordre de grandeur que cette vitesse moyenne (pas égale mais à un facteur 2 près ou quelque chose comme ça, ça dépend du gaz).

    Ceci dit, ce fil fait penser à un problème que les constructeurs allemands de la grosse Bertha avaient abordé en 14-1918: pour canonner plus loin, ils essayaient d'augmenter la pression et la température du gaz propulsif. Problème : quand les gaz d'échappement se dilatent, ils se refroidissent, donc la vitesse des molécules (et celle du son : voir ci-dessus) diminuait.
    Ils avaient alors imaginé de mettre dans des niches du tube du canon de petites charges explosives activées électriquement au fur et à mesure que l'obus passait.
    L'armistice de 1918 a heureusement mis fin à ce genre de physique. Malheureusement en 1944, ils inventaient les V2 !

  27. #22
    KarmaStuff

    Re : Quelle vitesse maximum dans un tube vide ?

    Citation Envoyé par Jeanpaul
    L'armistice de 1918 a heureusement mis fin à ce genre de physique. Malheureusement en 1944, ils inventaient les V2 !
    Petite anecdote mise à part : les Allemands ont aussi failli trouver la bombe atomique les premiers...

    La "légende" veut qu'Heisenberg se soit volontairement trompé dans ses calculs. Il affirmait que la masse critique d'éléments fissiles permettant de produire une réaction nucléaire s'évaluait à dix tonnes, erreur bien trop grossière pour cet illustre et brillant scientifique. Cet homme a peut-être sauvé volontairement (?) des millions de vies, sachant peut-être les conséquences d'une telle arme entre les mains de dirigeants irresponsables...

    Aux Etats-Unis, les chercheurs venus d'Allemagne étaient persuadés que le Troisième Reich allait accéder à la puissance nucléaire. Ils firent pression sur les autorités pour intensifier les recherches afin de devancer les avancées germaniques. Les craintes se confirmèrent lorsqu'ils apprirent que le gouvernement allemand avait brusquement interdit l'exportation de l'uranium des mines tchécoslovaques.

    Szilard et Fermi tentèrent en vain de persuader Hooper, alors amiral dans la Marine américaine, seul secteur militaire disposant de fonds pour la recherche, d'encourager le gouvernement à prendre au sérieux l'élaboration de la bombe.

    Alexander Sachs, conseiller personnel de Roosevelt, leur suggéra de préparer un dossier complet sur la fabrication d'une telle arme, promettant de le soumettre ensuite au Président Roosevelt.

    Ce dossier devait être accompagné d'une lettre signée par un physicien de renom ; Albert Einstein en prit la responsabilité le 2 Août 1939. Ce dernier précisa avec fermeté la nécessité imminente de concrétiser cet armement novateur avant les Allemands, soulignant sa désapprobation quant à son utilisation...
    Connais-toi toi-même et l'Univers n'aura plus aucun secret pour toi...

  28. #23
    Narduccio

    Re : Quelle vitesse maximum dans un tube vide ?

    Citation Envoyé par KarmaStuff
    Petite anecdote mise à part : les Allemands ont aussi failli trouver la bombe atomique les premiers...

    La "légende" veut qu'Heisenberg se soit volontairement trompé dans ses calculs. Il affirmait que la masse critique d'éléments fissiles permettant de produire une réaction nucléaire s'évaluait à dix tonnes, erreur bien trop grossière pour cet illustre et brillant scientifique. Cet homme a peut-être sauvé volontairement (?) des millions de vies, sachant peut-être les conséquences d'une telle arme entre les mains de dirigeants irresponsables...
    Les historiens anglais se basant sur les écoutes faites lorsqu'ils ont maintenus en captivités Heisenberg et ses assistants prétendent que celui-ci n'était pas sur "le bon chemin" vers la bombe.

    Mais il s'agit d'une vieille polémique.
    "Une théorie n'est scientifique que si elle est réfutable". Karl Popper

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