Grand Oral de Physique  Peut-on faire voler une maison ?

« Grand Oral de Physique  Peut-on faire voler une maison ? Introduction : Nous connaissons tous le film Pixar « Là-Haut » réalisé par Peter Docter dans lequel un vendeur de ballons à la retraite tente sa dernière chance de s’envoler.

Il attache des milliers de ballons à sa maison pour se diriger vers le monde perdu de ses rêves d’enfants. Est-ce qu’on peut penser que cet exploit est réalisable ou est-ce seulement une scène d’un film d’animation ? On peut alors se demander, combien de ballons de baudruche seraient nécessaires pour faire voler une maison. I) Bilan des forces et poids d’une maison A) Bilan des forces qui agissent sur la maison - On commence par établir le bilan des forces qui agissent sur la maison. On admet que la maison se trouve dans un référentiel terrestre supposé galiléen : D’après la deuxième loi de Newton, pour que la maison se soulève soit une accélération positive orientée vers le haut, il faut que la force résultante sois elle-même verticale et orientée vers le haut Σ⃗ F= ⃗ P + ⃗f + ⃗ T Pour que la somme des forces soit verticale et orientée vers le haut, il faut que la force de traction T soit verticale et orientée vers le haut et de valeur supérieure au Poids qui lui est vertical mais orienté vers le bas - Dans cette démonstration, on négligera la force de frottements qu’on considèrera comme nulle et on considèrera que la maison est désolidarisée du sol (absence de force supplémentaire pour provoquer l’arrachage) Ainsi : B) Le Poids d’une maison Σ⃗ F= ⃗ P +⃗ T - - - Il est dur d’estimer la masse d’une maison car celle-ci dépend de différents facteurs, en France, on considèrerait qu’une maison de taille standard ait une masse équivalente à environ 6 semiremorques soit une masse d’environ 230 Tonnes. Le film étant été réalisé aux USA où les maisons sont majoritairement construites en bois, on estime la masse de la maison dans le dessin animé à 200 Tonnes. On peut ainsi en déduire une approximation du Poids de la maison : ⃗ P =mx ⃗g avec m = 2,0 x 105 Kg et g= 9,81 N.Kg ⃗ P = 2,0 x 105 x 9,81 ⃗ P = 2,0 x 106 N II) Force de traction par un ballon - Choix du gaz : o Pour qu’un ballon s’élève dans l’air, il faut que la masse volumique du gaz qu’il contient soit moins élevée que celle de l’air, qui est environ.... »