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Ascension d'une montgolfière - Exercice presque terminé
Bonjour,
Je suis en train de faire mes exercices de physique pour la rentrée et je bloque sur un d'eux. L'énoncé est :
Une montgolfière est constituée d'un ballon contenant de l'air chauffé à l'aide d'un brûleur et d'une nacelle. Comme l'air chaud est moins dense que l'air froid, la montgolfière s'élève sous l'effet de la poussée d'Archimède. La masse totale m de l'enveloppe, de la nacelle et du passager vaut m = 400 kg.
1. La montgolfière est immobilisée par deux cordes reliées d'une part au sol, d'autre part à la nacelle. Faire l'inventaire des forces s'exerçant sur la montgolfière et les représenter.
2. L'enveloppe du ballon contient un volume d'air V = 1 000 m3 à la température t = 40°C. La température de l'air extérieur est égale à 10°C. La montgolfière s'envolera-t-elle si on coupe les cordes? Les masses Volumiques de l'air à 10°C et à 40°C sont respectivement PlO = 1,24 kg·m-3 et P40 = 1,10 kg·m-3.
3. Calculer le volume d'air que doit contenir la montgolfière pour compenser son poids.
Donc j'ai fait ces trois premières questions et je n'ai pas réussi 
les deux dernières qui sont :
4. Le ballon de la montgolfière amarrée au sol contient cette fois un volume V' = 3000 m3 d'air à 40°C. Calculer la valeur T de la force exercée par chaque corde sur la nacelle et sur le sol. Les cordes sont supposées verticales pour simplifier et la nacelle ne touche pas le sol.
5. La montgolfière s'élève, la température de l'air extérieur variant peu. La quantité de matière de l'air contenu . dans le ballon est constante au cours du vol. Le brûleur est arrêté et l'air dans le ballon se refroidit progressivement: expliquer pourquoi la montgolfière va redescendre
Pour la question 4, j'ai une indication qui dit : La montgolfière est immobile dans un référentiel terrestre : la somme vectorielle des forces qui s'y appliquent est égale au vecteur nul
J'éspère que vous pourrez m'aider, merci 
Pour la 1 il me semble que tu a comme force nacelle corde; corde terre ; pas de frotement car il n 'y a pas de mouvement et nacelle terre à distance négligeable.
Il me semble mais la physique c'est pas mon truc ^^' apres pour la deux t'applique les formules du cours 
perso j'ai pas fait la poussée encore mais une formule doit etre prete a l 'emploie ^^' bonne chance moi aussi je crise en regardant les exercice pour la rentrée ><
Bonjour. Je vous donne mes résultats pour les calculs, mais je suis toujours incertaine pour la question 5.
1.
Bilan des forces :
le poids P
la tension du fil A T(A)
la tension du fil B T(B)
la poussée d'Archimède PA (je suis pas sure.(?) )
2.
Poussée d'Archimède = 10 780 N
Poids = 3920 N
Puisque PA > P alors la montgolfière s'envolera.
3.
P = 3920 N
Pour compenser le poids, il faut donc que PA = P.
PA = ro*V*g
V = PA/ ro*g
V = 3920 / 1,1*9,8
V = 363,6 m3
4.
Montgolfière immobilisée --> Principe d'inertie
T(A) + T(B) + P + PA = 0
T(A) + T(B) = P + F
T(A) +T(B) = 36 260 N
T(A) = T(B) = 18 130 N
5. La montgolfière va redescendre, car l'air de la montgolfière va se refroidir et devenir plus dense que l'air extérieur, car la Poussée d'Archimède sera moins importante et le poids de la montgolfière l'attira vers le centre de la Terre, soit le sol ici.
(j'ai mis un peu n'importe quoi pour la question 5.)
Vous pouvez voir si ce que j'ai fait un correct s'il vous plait.
1) ouais
2)ouais
3) ouais ( je sais , je me répète et alors c'est bon)
4) si je reprends ton raisonnement car projection sur O
- ( TA+TB)-P+Pa= vecteur nul
donc comme
TA+TB= - P + PA
donc Ta=TB = (- P + Pa ) / 2
donc application numérique
T ( peu importe lequel) équivaut à P + Pa le tout divisé par 2 ( logique pour faire tenir la montgolfière)
Je voulais juste revenir sur la forme.
5)
Les masses Volumiques de l'air à 10°C et à 40°C sont respectivement PlO = 1,24 kg·m-3 et P40 = 1,10 kg·m-3.
donc oui celà me parait logique , l'air interne devient plus dense.
désolé du double-postd'abord dans la masse vous n'avez pas tenu en compte de la masse d'air contenue dans le ballon.
cela change tout! la démarche est donc mauvaise 
courage
Proposez vos solutions ,alors !!
Prouvez-moi que j'ai faux.
Et puis déterrez un topic vieux de 6 mois , c'est moyen.
c'est mal car vous n'avez tenu en compte la masse de l'enveloppe pour faire les calcules , vous avez utilisé seulement 400 kg mais il faut adittioner la masse de l'aire contenu dans l'enveloppe d'apres sa masse volumique
alors tout les forces vont changer
on sait que la densité de p40 = 1,10 et la masse volumique es 1000
alors on calcule la masse de l'enveloppe
masse enveloppe = 1,10 x 1000
= 1100 kg
et apres la masse totale du montgolfiere va etre Mt = 1100+400 = 1500 KG
maintenant on calcule les forces.
p= 1500 x 9,8 = 14700 N
Pa= 9,8 x 1000x 1,24 ( on ultilise la densité externe qui regit la poussé)
= 12125
alors P >> PA
donc on peut deduire que la force exercée par P est bientot plus grande
alors le montgolfiere ne va pas s'envoler.
courage
aussi, j'ai un autre mot a vous dire
pour des eleves comme moi
un topic comme celui
n'ai jamais mort .
ce n'est pas la masse de l'enveloppe que tu as calculé mais la masse d'air dans l'enveloppe , nuance.
car
La masse totale m de l'enveloppe, de la nacelle et du passager vaut m = 400 kg.
Ici , on cherche le poids de charge à soulever...
bon alors je parlais de cela de la masse de l'air q se aussi necessaire pour le soulever alors
il faut la prende en compte.
slt
pouvez vous m'aider pour ce même exercice en me detaillant les calculs car je n'y arrive pas du tous
merci!!
1-Forces s'exerçant sur la montgolfière:
-Poids P vertical vers le bas avec P = mg + ρ40Vg =14700N
-Poussée d'Archimède F, vertical vers le haut , égale au poids du fluide déplacé(air à 10°C)
F= ρ10Vg (en négligeant les autres volumes comme nacelle, passager…)
F= 1,24x1000x9,8=12152N.
-Force T exercée par les 2 cordes (chaque corde exerçant une force T/2), verticales vers le bas , empêchant la montgolfière de s'élever.
2- La montgolfière s'envole si F > P.
Or d'après les calculs dans 1-, F< P et T= 0 N. Elle ne s'envole pas.
3- On veut que P'=F' avec F'= ρ10(V'+V)g , V' étant le volume supplémentaire d'air déplacé à 10°C.
P'= P + ρ40V'g , ρ40V'g étant le poids de l'air chaud à 40°C ajouté
ρ10(V'+V)g = P + ρ40V'g ou ρ10 V'g + ρ10 Vg = P + ρ40V'g
(ρ10- ρ40)V'= P-F = 14700-12152=2548N
V'=2548/(1,24-1,10)=18200 m3.
La montgolfière doit contenir 19200m3 .
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