Quels paramètres influent sur le vol des montgolfières?
TPE - Mathématiques, Physique - Matière et forme
Expérience n°1: Quels paramètres interviennent?
Objectif des tests
L’objectif des tests est d’étudier les conditions des décollages des montgolfières. Pour cela on cherche à étudier les comportements des différents paramètres physiques qui ont été choisis dans la partie I du TPE. Il s’agit d’obtenir un tableau de mesures en faisant varier les conditions des paramètres physiques un par un.
Description du matériel
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Trois maquettes de montgolfière
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Sèche-cheveux à deux position air chaud et air froid et deux puissances
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Décapeur thermique
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Tuyau de raccord pour hotte aspirante
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Thermomètre sonde digital de cuisine
Description de la méthode
Nous allons faire varier une à une toutes les caractéristiques physiques mesurables pour en déduire l’ensemble des paramètres qui agissent dans le décollage de la montgolfière. Nous avons fait indépendamment varier le volume, la masse, la forme, la température extérieure et nous avons à chaque fois calculer la température intérieur nécessaire pour que le ballon décolle.Nous avons lesté les montgolfières afin de pouvoir effectuer un plus grand nombre de tests.
Pour chaque test les conditions extérieures de température et altitude sont fixées. Nous n’avons pas pu relever la pression mais nous considérons qu’elle est fixe dans notre expérience car nous restons à l’altitude 0m. Nous ne considérons pas l’humidité ni le vent car nous ne travaillons que par temps sec et non venteux.
Nous n’avons malheureusement pas eu les moyens d’emmener notre montgolfière à la montagne pour faire des tests en altitude. Nous avons donc envoyé comme témoin un paquet de chips à sa place.
Dans tous les tests, la montgolfière est tout d’abord gonflée à l’aide du sèche-cheveux.
L’air à l’intérieur de l’enveloppe est ensuite chauffé soit à l’aide du sèche-cheveux, soit à l’aide du décapeur thermique. Nous avons mis entre les sources de chaleurs et l’entrée de la montgolfière un tuyau de raccordement pour hotte aspirante qui nous permet de réguler la température.
Mise en garde à bien respecter dans les manipulations :
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Attention de ne pas se brûler (l’utilisation du raccord de hotte permet de minimiser les risques car on n’est jamais directement au contact de la sortie du décapeur thermique)
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Attention de ne pas créer d’incendie (nous n’utiliserons donc pas le décapeur thermique à l’intérieur de la maison)
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Attention au risque de surtension dans les branchements électriques (ne pas brancher sur la même prise le décapeur et le séchoir)
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Attention de ne pas chauffer le papier de soie à plus de 170°C car il risque de s’auto enflammer.