027 – Fusée en ballon

Propulsion par l’air sortant  

 

Introduction à :  

  • Principe de recul 
  • Principe d’interaction 
  • 3ème Loi de Newton, « actio » et « reactio » 
  • Conservation de la quantité de mouvement  

 

Matériel:  

  • Ballon  
  • Paille (aussi épaisse que possible)  
  • Cordon fin et lisse / fil résistant à la déchirure / fil (2-5 mètres)  
  • Ruban adhésif  
  • Ciseaux  
  • Pince à linge  

Montage: 

  • Gonflez complètement le ballon  
  • Maintenez-le fermé avec vos doigts et tournez dans la sortie pour empêcher l’air de s’échapper  
  • Fermez la prise avec une pince à linge  
  • Coupez un morceau de paille d’environ 5 à 10 cm de long.  
  • Fixez-le au ballon longitudinal avec beaucoup de ruban adhésif pour que la sortie soit dans la même direction 
  • Enfilez la ficelle dans la paille  
  • Attachez la ficelle à deux chaises ou autres meubles aux deux extrémités. Une poignée de porte est également bien adaptée.   
  • Il peut y avoir plusieurs mètres ou même toute la pièce entre les deux. 

Exécution:  

  • Retirez la pince à linge et maintenez le ballon fermé avec vos doigts.
  • Amenez-le à la position de départ et relâchez-le.

Observation:  

  • L’air s’écoule bruyamment de la sortie et le ballon siffle le long de la corde. Ce faisant, il atteint une vitesse remarquable.  

Conseils:  

  • Même sans ficelle, le lancement d’une fusée ballon est une tentative à main levée raisonnable.  
  • Un ballon allongé est particulièrement adapté.  

Explication:  

  • La peau tendue du ballon augmente la pression à l’intérieur, de sorte que la différence de pression à la sortie pousse l’air hors du ballon et accélère dans le processus.
  • Selon la troisième loi de Newton, cette force d’accélération génère une force opposée et égale sur le ballon, qui l’accélère dans la direction opposée.
  • Le ballon subit un recul. Une fusée, un moteur à réaction ou la locomotion d’une méduse fonctionnent sur le même principe.  
  • L’air sortant reçoit une impulsion, le ballon reçoit la même impulsion dans la direction opposée (loi de conservation de la quantité de mouvement).