Grand Oral La Portance spe physique

« Projet Grand Oral : Physique-chimie Théo ROQUE, Terminale D Bonjour à tous, aujourd’hui je vais vous présenter mon projet de Grand Oral.

Projet qui répondra à la question « Comment les lois de Newton et le principe de Bernoulli sont-ils utilisés dans le domaine de l’aéronautique » ou plus simplement « Comment les avions volent-ils ? ». Avant toute chose, selon vous le fonctionnement d’un avion s’assimile plus à celui d’un voilier ou d’une fusée.

A première vue, on aurait tendance à penser à celui de la fusée puisque les 2 sont propulsés par un moteur dans le ciel tandis que le voilier navigue sans moteur sur l’eau.

Or c’est faux, et pour comprendre le fonctionnement d’un avion, il est important de visualiser ça, on reviendra dessus mais le fonctionnement d’un avion est similaire à celui d’un voilier. En premier temps, il est important de s’intéresser aux 4 différentes forces exercées sur un avion. Le poids due à la masse de l’appareil et à la gravité. La trainée due à la pression de l’air sur l’avion. La traction due au moteur. Et enfin, la plus importante de toutes, la portance due à l’aile de l’avion. Et celle qui va nous intéresser aujourd’hui Alors la portance c’est quoi ? Par définition, la portance est une poussée verticale de l’air qui permet à l’avion de voler Ainsi pour mieux concevoir ça revenons à notre exemple de voilier, une aile d’avion et une voile, c’est essentiellement la même chose.

Pour les 2, on va se poser la même question : « Comment le vent relatif peut-il créer une force ? ».

Le vent relatif étant le vent subi par un objet en mouvement (ex : en voiture qu’en t on passe la main par la fenêtre). Une idée reçue affirme que l’avion se maintien grâce à l’impact du vent qui vient frapper la face inférieure des ailes.

Comme les ailes, ont une petite inclinaison, il est assez logique de penser que l’avion prend appuie sur l’air pour se maintenir comme un ricochet. Malgré le fait que cette hypothèse soit fausse, elle a un fond de vérité. Oui : l’air rentre en collision avec l’aile de l’avion.

MAIS en réalité elle ne pousse pas l’aile vers le haut, elle aspire l’aile vers le haut et c’est totalement différent. En effet, dans un gaz les molécules sont en déplacement permanent à 350ms, chacune de ses molécules subit plusieurs milliards de collision par seconde. Et ce chaos de molécule qui va rentrer en collision avec l’aile de l’avion.

Même en l’absence de vent, les molécules de l’air sont très agitées mais l’air n’a pas de mouvement global car toutes les vitesses se compensent. C’est le vent qui va venir leur donner un mouvement global uniforme. A l’arrêt sur la piste, un avion subit ces collisions mais elles se compensent car il y a en a autant en dessous et au-dessus de l’aile. Mais une fois dans les airs, c’est différent : En effet, durant le vol, on peut observer une surpression en dessous de l’aile et une dépression au-dessus de l’aile.

C’est cette dépression qui aspire l’aile de l’avion vers le haut pour combler le vide.

L’illustration parfaite de cette différence de pression, la prochaine que vous prenez l’avion, vous pourrez observer à travers le hublot un nuage sur l’aile de l’avion qui s’est formé durant le vol.

En fait, c’est la chute de pression entraîne une condensation des gouttes d’eau. Alors à quoi est due cette différence de pression ? 2 écoles se font la guerre pour la justifier, celle qui s’appuie sur le principe de Bernoulli et celle qui s’appuie sur les lois de Newton. D’abord le principe de Bernoulli qui affirme que : Dans le flux d’un fluide, une accélération se produit simultanément avec la diminution de la pression. Autrement dit,.... »