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Les forces
Bonjour à tous,
J'ai un souci avec mon Dm et je ne suis pas sur de mes réponses.
L'énoncé nous dit qu' une montgolfière est constituée d'un ballon contenant de l'air chauffé à l'aide d'un bruleur et d'une nacelle. Comme l'air chaud et moins dense que l'air froid, la mongolfière s'élève sous la poussée d'Archiméde. La masse total m de l'enveloppe non gonflée de la nacelle et du passager vaut 400Kg.
Dans la première question, on nous demande de faire l'inventaire des forces qui s'éxerce sur la mongolfière. J'ai donc dit qu'il y avait le poids et le force de rappel de la corde 1 et de la corde 2. 
Dans la deuxième question, on nous dit que l'enveloppe du ballon contient 1 volume d'air V = 1000m3 à la température 40 C. La masse volumique de l'air à 40C = 1.10 Kg.m-3. On nous demande de calculer le poids.
J'ai donc fait : ro=m/v donc m= ro X v; m=1100Kg
et P= m X g, P= 1100X9.81 = 10791. Est-ce bon ??? 
Par la suite, on me dit que l'air extérieur à une température de 10C et que la masse volumique de l'air à 10C = 1.24Kg.m-3
Avec ca on me demande de calculer la valeur de la poussée d'Archiméde mais je ne voit pas du tout comment faire ...
Merci de me donner un petit coup de pouce !!
Bonjour,
Alors tout d'abord je présume que les cordes 1 et 2 servent à attacher à la nacelle au ballon. Donc on te demande les forces qui s'exercent sur la montgolfière (=nacelle+ballon) donc uniquement le poids et la poussée d'Archimède due à l'air.
Attention aux unités pour le poids. Si on t'a demandé de calculer uniquement le poids du ballon alors ton calcul est correct, sinon tu dois rajouter la masse de la montgolfière non gonflée (400kg).
Par définition, la poussée d'Archimède que subit un corps plongé dans un fluide (air, eau..) est égale au poids du volume de fluide qu'occupe cet objet. Ici principalement, c'est le volume du ballon de 1000m3.
Donc Pa = ro(air à 10C)*Vballon*g = 1,24*1000*9,81 = 12164,4 N.
La poussée d'Archimède est supérieur au poids, donc la montgolfière s'élèvera.
Merci beaucoup de m'avoir aider, j'ai enfin compris comment calculer la poussée d'Archiméde !!
Merci
Je pensai avoir compris mais j'ai refait les calculs et ca ne va pas !
Effectivement, on me demande de calculer la poids de la montgolfière. J'ai donc refait les calcules en rajoutant 400Kg ce qui me donne :
ro=m/v donc m=roXv ; m=1100+400 donc m=1500Kg
et P= mXg
p=1500 X 9.81
p= 14700.
La poussée d'Archiméde étant de 12152 N, la montgolfière ne s'envole pas.
Mais ce qui me gene, ce que dans la suite de ce Dm, on me demande de refaire les calculs avec 3000m3. Je trouve donc :
m=ro X v
m= 3000 + 400
m= 3400 Kg
et P=mXg
p= 3400 X 9.81
P = 33354.
Donc encore une fois, la montgolfière ne s'envole pas.
Ca ne me semble pas logique ...
Merci de "m'éclairer"
Bonjour,
Bon hé bien il faut jeter le passager par dessus bord pour qu'elle s'envole. Trève de plaisenterie, hé bien tu as calculé et bien déduis que dans le premier cas, un volume de 1000 m cube ne suffit pas.
Par contre pour 3000 mètres cube tu dois trouver que Pa > P, en effet en masse 3000*1,10 + 400 = 3700 kg > 3000*1,24 = 3720 kg
Pour 1000m3, aprés avoir refait les calcul c'est ok !
par contre, pour 3000m3 je trouve : P= 36689.4 et la poussée d'archiméde = 36493. Donc encore une fois la montgolfière ne s'envole pas ...
Par contre je pense avoir fait un oubli dans les calculs de la poussée d'archimede: pour le calcul du poids de la montgolfiere j'ai rajouter 400Kg qui correspondent à la nacelle + le passager + le ballon dégonflé.
Faut-il aussi les rajouter dans le calcul d la poussée d'archimede ?
Si oui :
Avec 1000m3 :
La formule est : roXvXg donc ro = 1.10 , v= 1400 et g=9.81.
dans ce cas on trouve : p = 14700 (ca ne change pas) mais on trouve pa=17030.
Et la, la montgolfierre s'envole.
Meme principe avec 3000m3 : P=36689 et pa=41358 donc la montgolfière s'envole.
Pour moi, ilfaut donc rajouter ces 400Kg mais je n'en suis pas sur ...
Dans la poussée d'Archimède, seul le poids du volume de fluide déplacé compte.
Je t'ai écris que la masse de la montgolfière pour le calcul du poids vaut 3700 kg.
La masse du volume de fluide déplacé vaut 3720 kg, tu multiplies les 2 par g=9,81 pour obtenir la valeur finale du poids et de la poussée et la montgolfière s'envole bien.
merci, j'ai enfin réussi et compris ...
Je vais maintenant m'attaquer à la 2eme partie avec les projettés vetorielles...encore plus dur
Merci
Je vais encore avoir besoin de votre aide pour ce DM ...
L'énoncé nous dit que le poids du système est alors de 36260N et la poussée d'archimede de 36456N. La nacelle effleure le sol, c-a-d que l'on considère qu'il n'y a pasde contact avec le sol. Les 2 cordes font 1 angles de 30C par rapport à la verticale. (corde 1 à doirte et corde 2 à gauche...)
a) Indiquer en justifiant la relation vestorielle qui lie les differentes forces s'exerçant sur la montgolfière.
J'ai mis : P+F1+F2+Pa = 0 car la montgolfière est immobile .
b) En prenant comme axe des abscisses l'horizontale et l'axe des ordonnées verticale, donner les coordonnées de chaques forces qui s'exercent sur la montgolfière.
J'ai mis pour P: Px=0 et Py=-P
pour F1 : F1x= F1cos30 et F1y= F1sin30
pour F2 : F2x= -F2sin30 et F2y= F2cos30.
pour Pa : Pax= Pa et Pay= 0.
c) Calculer la valeur des forces exercées par les cordes sur la nacelle.
La, je ne sais pas du tout quoi répondre, je ne voit pas comment faire ...(surtout que je ne suis pas sur des réponses de la question b)...)
Encore une fois, merci de "m'aider"
Quelques petites erreurs de trigonométrie à la b).
30° c'est l'angle entre les cordes et la VERTICALE.
Donc F1x = F1sin(30) et F1y = F1cos(30)
F2 est bon donc pourquoi tu t'es trompé pour F1 ?
et Pa est verticale donc Pax = 0 et Pay = Pa.
Les cordes sont symétriques, donc F1 = F2 = F, tu peux aussi le déduire selon x, F1x + F2x = 0.
Je te laisse conclure la c).
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