TP Fusée à eau 1

TP : Fusée à eau
I. Introduction : le principe d'action-réaction
Expérience simple du ballon de baudruche
Question : Proposer une explication pour comprendre le phénomène
observé.
Qu’est-ce que la pression ?
Tout …… ou …………………. (comme l’air considéré comme un ……………
de deux ……) exerce une ……….. sur ce qui les entoure, c’est ce que l’on
appelle la pression.
- La pression se mesure en …………. (Pa) ou en ……….
- La pression peut se mesurer avec un ………………………
- Le……………………..différentiel mesure la différence de pression entre la
pression à ……………… de la seringue et la pression à …………………..
II. Comment fonctionne une fusée à eau ?
Avant le tir la fusée a été chargée d’une certaine quantité d’eau. L’air qui
surmonte cette quantité d’eau a alors été mis en pression à l’aide d’une
pompe à vélo.
Au moment du départ, lorsque la fusée est libérée, l’air comprimé chasse
l’eau de la bouteille, vers le bas. C’est cette projection à grande vitesse de la
masse d’eau vers le bas qui entraîne la fusée, par ‘‘réaction’’, dans la
direction opposée, c'est à dire vers le haut.
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La fusée à eau utilise donc bien le même principe que les fusées Ariane : la
projection à grande vitesse de particules de matière. Cependant, pour une
fusée comme la fusée Ariane, ces particules sont des particules de gaz
enflammés. Elles sont, par contre, accélérées beaucoup plus que notre eau :
14 000 Km / h.
Questions :
1. Pourquoi utilise-t-on la pompe?
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2. Quel est le principe physique utilisé ?
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3. Quels sont les deux paramètres importants, que l’on peut modifier, pour
la poussée d’une fusée ?
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4. Pourquoi lorsque le volume d’eau est trop important, la fusée ne
décolle pas ?
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5. Que se passe-t-il lorsque la pression augmente ?
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6. Comment pourrait-on améliorer la fusée ?
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III. Comment mesurer la hauteur de la fusée ?
Petits rappels mathématiques de classe de quatrième : Dans un triangle rectangle, la
tangente d’un angle est égale à la longueur de son coté opposé divisé par la longueur
de son coté adjacent.
Dans le triangle suivant (fig.1), nous avons donc, si l’on prend l’angle  comme
référence :
Tan  = BC/AB
par conséquent, BC = Tan  * AB
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Annexe : Réaliser sa propre fusée à eau
Matériel pour la fusée :
- 2 bouteilles en plastique (Type soda 1,5 L uniquement)
- un morceau de carton (boîte de chaussures)
- 30 cm de feuille d’aluminium
- une paire de ciseaux
- du ruban adhésif
Matériel pour le lancement
-
Bouchon de liège en forme conique
Une pompe à vélo
Planches de bois
Equerres métalliques
Vis
Montage de la fusée :
- Prenez une bouteille de soda. Coupez là en 2 pour récupérer la
« tête » de la bouteille.
- Fixer la sur le fond de l’autre bouteille avec du scotch adhésif.
Vous devriez obtenir ceci : (Vous pouvez ajouter des hélerons pour améliorer
la trajectoire)
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Montage pour le lancement :
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Montage de l’embout :
-Prenez un bouchon de liège. Percez un trou pas trop épais dedans et
enfoncer l’embout de la pompe à vélo dedans. Vous obtenez ceci :
Ajoutez l’eau dans un 1/3 de la bouteille.
Assemblez le tout
Votre fusée est prête au décollage !
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