La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

Montgolfières : inventées à la veille de la Révolution française, ces ballons à air chaud, imaginés et réalisés par les frères Montgolfier en 1783, furent.

Présentations similaires


Présentation au sujet: "Montgolfières : inventées à la veille de la Révolution française, ces ballons à air chaud, imaginés et réalisés par les frères Montgolfier en 1783, furent."— Transcription de la présentation:

1 Montgolfières : inventées à la veille de la Révolution française, ces ballons à air chaud, imaginés et réalisés par les frères Montgolfier en 1783, furent les premiers aérostats. Gonflées aujourdhui par des brûleurs à gaz, les montgolfières sont utilisées à des fins sportives et touristiques.

2 Joseph de Montgolfier ( ) Curieux et inventif dans sa jeunesse, il est loin dêtre un bon élève et nest pas très discipliné. Pourtant, il sintéresse de très près aux sciences physiques et naturelles. Ne souhaitant pas reprendre la papeterie familiale, il monte son propre laboratoire de chimie. Il reviendra très vite à la papeterie : une tradition dans la famille. Etienne de Montgolfier ( ) Il est assez différent de Joseph. Méthodique, calme, infatigable, il mène à bien ses études de sciences et darchitecture.Il réalisera des bâtiments pour la célèbre papeterie de Jean-Baptiste Reveillon, mais sera rapidement rappeler par son père au décès dun de ses frères pour reprendre le flambeau familial.

3 Le brûleur placé au-dessus de la nacelle, à lembouchure de lenveloppe, réchauffe lair qui se trouve à lintérieur, ce qui permet lascension de la montgolfière. Le brûleur fonctionne avec des bonbonnes de propane sous pression. La nacelle est faite en osier tressé à la main. Losier procure à la nacelle, légèreté, rigidité et souplesse, ce qui permet damortir les chocs à latterrissage. Une nacelle moyenne peut accueillir quatre personnes : un pilote, et trois passagers. Elle peut être ouverte ou pressurisée (plus le ballon monte plus l'air est froid. Les aérostiers doivent être à l'abri). Elle contient aussi tous les instruments nécessaires à la navigation : un altimètre pour la mesure de laltitude, un variomètre qui indique la vitesse dascension et un pyromètre pour mesurer la température à lintérieur de lenveloppe. Le parachute : Le sommet de l'enveloppe, qui est ouvert, est obturé de l'intérieur par un panneau circulaire amovible, appelé "parachute". Ce dernier, sous la poussée de l'air chaud, se plaque sur la bordure du sommet de l'enveloppe, assurant ainsi son étanchéité. Il peut aussi faire office de soupape. De quoi est composée une montgolfière ? Lenveloppe est faite de nylon traité(enduit de polyuréthane), un matériau léger mais très résistant. Elle a pour rôle d'emprisonner l'air réchauffé par le brûleur (environ 2550 mètres cubes dair). Nacelle Brûleur Ralingues Jupe Cercle de charge Enveloppe Panneau-parachute servant à la fois de soupape et de panneau de déchirure

4 La première opération avant le vol est le gonflement de la montgolfière. On commence d'abord par étendre l'enveloppe sur le sol, puis on attache celle-ci à la nacelle que l'on a déposée sur le côté. Un petit ventilateur permet de souffler de l'air froid dans le ballon. Lorsque l'enveloppe est gonflée aux deux tiers on allume ensuite le brûleur pour chauffer l'air qui se trouve dans le ballon. L'air chaud s'élève et amène ainsi le ballon à la verticale. Une fois rempli dair chaud (plus léger que lair ambiant) le ballon peut voler dans latmosphère au grès du vent. Pourquoi les ballons senvolent-ils ? Lair est constitué de molécules. Pour faire voler une montgolfière, il suffit donc dactiver les molécules de lair en les chauffant à laide du brûleur. Au contraire, pour la faire atterrir, on laisse refroidir lair. Le refroidissement peut être accéléré en ouvrant le parachute (qui sert de soupape) ce qui fait sortir lair chaud ; de lair froid rentre. La masse dair devient donc plus lourde et la montgolfière descend. Mais comment lair, qui ne pèse que 1,3 g pour 1 L peut-il soulever une montgolfière ? Envol de montgolfières Molécule de diazote Molécule de dioxygène Quand il fait froid, les molécules se rapprochent. Quand il fait chaud, elles sagitent et séloignent les unes des autres. Pour un même volume (celui de lenveloppe), le nombre de molécules dair chaud est inférieur au nombre de molécules dair froid donc lair chaud est moins dense que lair froid.

5 Commençons par étudier une balle de ping-pong. * Comme dans la vie courante, et par souci de simplicité, on exprimera les poids en unités de masse (kg et g), alors quen toute rigueur lunité légale est le newton. La balle est soumise à deux forces opposées : son poids * : cest la force exercée par la Terre sur la balle (mis en évidence par Isaac Newton) dirigé vers le bas estimé à 2 g la poussée de leau : force exercée par leau sur la balle (mise en évidence par Archimède) dirigée vers le haut égale au poids dune balle qui serait remplie deau (soit environ 20 g, puisque 1 cm 3 deau pèse 1 g) Par conséquent, la poussée de leau, appelée poussée dArchimède, 10 fois plus forte que le poids de la balle, la fait remonter en surface. Parvenue en surface, elle ne poursuit pas son ascension dans lair car la poussée dArchimède est différente, elle a changé de valeur. Matériel : un aquarium rempli deau et une balle de ping-pong. Plongez la balle de ping-pong dans leau. Dès que vos doigts la libèrent, elle remonte rapidement et simmobilise à la surface. Dans lair, la balle de ping-pong est encore soumise à deux forces opposées : - son poids, inchangé; -la poussée de lair, environ soixante-dix fois plus faible. Elle ne peut donc que descendre, mais leau lempêche daller plus bas que la surface. Mais tout ceci na donc rien à voir avec notre montgolfière? Bien au contraire. Le point commun …

6 Remarque : la poussée dArchimède n existe pas dans le vide: on ne verra jamais un ballon survoler le sol lunaire. **En revanche, dans leau, la poussée dArchimède devient pratiquement égale au poids du corps. Cest pour cela que lon peut « faire la planche » et nager. Plus léger que lair ! La poussée dArchimède se manifeste spontanément dans tous les fluides (liquides ou gaz), mais ses effets ne sont pas toujours aussi spectaculaires que sur la balle de ping-pong. Elle sexerce sur chacun de nous, comme sur une adolescente qui attend lautobus ! Supposons son poids égal à 50 kg. Son corps « déplace donc un volume dair denviron 50 L et, par conséquent, subit une poussée « archimédienne » de 65 g ! Cest dérisoire**. Heureusement, car sinon la demoiselle pourrait senvoler ! Alors, comment peut-on la soulever de terre? Solution : laccrocher à un gros ballon rempli dair. « Tous les corps tombent » dit-on. Tous, vraiment ? Alors, pourquoi la fumée monte- t-elle ? Et les montgolfières ? Comment expliquer que 1 kg de plomb tombe et finissent au fond dune piscine, que 1 kg de bois tombe aussi mais flotte et que 1 kg dair, contenu dans une enveloppe, senvole spontanément ? Tous ces objets sont pourtant pesants, puisque les masses négatives nexistent pas. La gravitation aurait-elle des exceptions ? Non, mais on oublie que ces objets sont toujours soumis à deux forces qui sopposent: leur poids et la poussée dArchimède. Selon la résultante de ces deux forces (poids apparent * ) les objets iront vers le haut ou vers le bas. La gravitation en défaut ? *Poids apparent = Poids (réel) - Poussée dArchimède

7 Daprès Archimède : -Un objet petit et lourd coulera dans leau. (ex: poids) -Un objet gros et léger flottera dans leau. (ex: bateau) -Un objet de même masse volumique que l'eau de mer restera entre deux eaux. (ex: humain) -Un objet plus léger que l'air "flottera" dans l'air. (ex: montgolfière) La force d'Archimède dirigé vers le haut dépend du volume déplacé. La force de gravité (poids) dépend de la masse de l'objet. Archimède ( avant J.-C.) : Mathématicien, ingénieur et physicien grec, né à Syracuse en 287 avant Jésus-Christ. Auteur de travaux importants et novateurs dans de nombreux domaines, il est considéré comme un des plus grands scientifiques de l'histoire. Il fut le premier à calculer la valeur de π en mathématiques, à utiliser des leviers et des vis sans fin en mécanique, mais ce qui le rendit célèbre fut la découverte du principe qui porte son nom. Il fut tué lors de la prise de Syracuse par les Romains alors quil tentait de résoudre un problème de géométrie. Pour la petite histoire : Archimède a découvert la « poussée dArchimède » un jour où il prit un bain. Il remarqua la grande facilité avec laquelle il pouvait soulever son bras dans leau. Il pensa alors quil existait une relation entre la poussée et le volume de liquide déplacé. Enthousiasmé par cette découverte, Archimède se précipita dans la rue en criant : « Euréka ! Euréka ! » (jai trouvé) Euréka !!! Principe d'Archimède : Tout corps plongé dans un liquide subit de la part de celui-ci, une poussée exercée du bas vers le haut, et égale, en intensité, au poids du liquide déplacé.

8 Le rêve dIcare 19 septembre 1783 Deuxième essai à Paris devant le roi Louis XVI. Le ballon des frères Montgolfier a trois passagers à son bord : un coq, un canard et un mouton. La présence de ces animaux prouve linnocuité du vol. 4 juin 1783 La première montgolfière de lhistoire prend son envol. 21 novembre 1783 Jean-François Pilâtre de Rozier et François Laurent, marquis dArlandes, deviennent les premiers humains à réaliser le rêve dIcare.La première montgolfière de lhistoire prend son envol. Depuis la nuit des temps, lhomme a souhaité se déplacer dans les airs à limage des oiseaux.. Une vieille histoire raconte que lors des premiers vols, les paysans étaient effrayés par les ballons qui se posaient dans leurs champs ! Certains se munissaient même de fourches pour percer les enveloppes. Un jour, un noble qui passait en carrosse calma les paysans à latterrissage en leur offrant une coupe de champagne. Depuis, il serait de coutume doffrir une verre de mousseux au propriétaire… Histoire ou légende?

9 Le ballon est le plus agréable moyen de se promener. Glisser dans l'air en silence, plonger dans les branches d'un arbre et repartir en balançoire, confier sa trajectoire au vent et découvrir des paysages de très haut ou de très près, sans moteur, sans secousse, c'est un plaisir que seul le ballon libre peut offrir... Depuis quelques années, la montgolfière « sportive » connaît un regain dintérêt. Des brûleurs au propane qui réchauffent lair permettent alors des vols de deux à trois heures jusquà ou mètres daltitude. Certaines montgolfières publicitaires représentent des objets, au lieu d'avoir la forme d'un ballon. Elles n'ont souvent pas le droit de transporter de passagers, car elles sont trop instables, elles restent donc en vol captif.

10 Recherche et diaporama réalisés par : Alexandre THIMONIER


Télécharger ppt "Montgolfières : inventées à la veille de la Révolution française, ces ballons à air chaud, imaginés et réalisés par les frères Montgolfier en 1783, furent."

Présentations similaires


Annonces Google