Ascensin d'une montgolfière

[Gagnantdu06]

Bonjour,je n'arrive pas à faire mon exercice je bloque dès la 2ème question voir 1ère.

énoncé:

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 = 400Kg

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.

Donc j'ai répondu le poids P: sens:vers le bas direction:verticale intensité: P=mg=400X10=4000N
la force F1 de la première corde: sens:vers le bas direction:verticale intensité: ?
la force F2 de la deuxième corde
la poussée d'archimède: sens:vers le haut direction:verticale
On nous dit que la montgolfière est immobile donc les forces se compensent: P + F1 + F2 + Poussée = 0
donc poussée = norme P + norme F1 et F2

2) L'enveloppe du ballon contient un volume d'air V= 1000m3 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 mAvolumique10°c= 1.24Kg/m3 et mAvolumique40°C= 1.10Kg/m

3) Calculer le volume d'air que doit contenir la montgolfière pour compenser son poids.

4) Le ballon de la montgolfière amarrée au sol contient cette fois un volume V'= 3000m3 d'air à 40°C. Calculez la force T 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'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

J'ai répondu qu'étant donné que l'air chaud est moins dense que l'air froid, plus il y a d'air chaud et plus la montgolfière va monter rapidement à l'inverse elle va descendre s'il y a plus d'air froid.

Merci .

[Benjamin]

Bonsoir,

En fait, tu prends le problème à l'envers pour la question 1. Tu veux déterminer la poussée à partir des forces F1 et F2 alors que tu le dis toi-même, tu ne sais pas trop ce que veut F1. Tu sais normalement calculer la poussée d'Archimède. Tu as donc le poid, et la poussée. Reste tes deux inconnus, F1 et F2. Que se passerait-il si F1 était plus grand que F2 ? Plus petit ? Intuitivement.

[Black Jack]

Dans la 1, tu as oublié une partie du poids.

Le poids de l'air à l'intérieur du ballon doit être pris en compte.

On te demande dans cette question de faire l'inventaire des forces, mais pas d'en donner les normes, c'est d'ailleurs impossible à ce stade de l'exercice.
**********

:zen:

[Gagnantdu06]

Donc pour la 1)
Le poids de la montgolfière
le poids de l'air
la force f1 exercée par le fil 1
la force f2 exercée par le fil 2
la poussée d'archimède

et il n'y a pas la réaction du support?

[Dominique Lefebvre]

Donc pour la 1)
Le poids de la montgolfière
le poids de l'air
la force f1 exercée par le fil 1
la force f2 exercée par le fil 2
la poussée d'archimède

et il n'y a pas la réaction du support?

Bonsoir,
De quel support?

[Benjamin]

Ca dépend si la poussé d'Archimède est suffisante ou pas. Tu ne peux pas vraiment répondre à cette question en réalité. L'énoncé telle qu'il est donné laisse supposer que la montgolfière ne touche pas le sol mais en fait, si elle est trop faible (la poussé d'Archimède), la montgolfière va toucher le sol et il est alors impossible de savoir la part de la réaction et la part des tensions dans les cordes.

[Gagnantdu06]

A ok donc pour la 1) c'est bon
La 2) je vois ce qu'il faut faire P = V x ro10degré X g
mais que faire avec sa mis à part calculer la valeur de la poussée et après?

[balloonmeister]

400kg de charge, 1000m3, elle ne decollera jamais...pas besoin de corde!!!

force air chaud:environ 0,200kg/m3 à 100° manque donc 1000m3
mais poids de l'enveloppe double, ne pas oublier le poids de l'air chaud
il vous reste la solution avec un ballon à gaz rempli d'hydrogene: 1,100kg/m3
bon vol et joyeux Noel dans les airs
Balloonmeister
pilote de Ballon

[Gagnantdu06]

Je crois avoir compris pour la 2)
Je calcule le poids P de la montgolfière en incluant le poids de l'air
et je calcule la poussée d'archimède et je compare

Poids de la montgolfière avec l'air: mg + ro40°xVxg : 400x10 +1.10x1000x10
P = 15 000N
Poussée d'archimède: ro10xVxg = 1.24x1000x10 = 12400N

Comme P>Pa la montgolfière ne s'envolera pas.

C'est bien cette démarche?

[Benjamin]

Oui, très bien.

[Gagnantdu06]

Mais alors pour la question 5) c'était un piège car il demande pourquoi elle redescend donc je me suis dit que dans la 2) elle s'envolait c'est pour cela que je ne trouvais pas lol.

5) La montgolfière s'élève, la température de l'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

J'ai trouvé: l'air chaud est moins dense que l'air froid, donc quand l'air se refroidit
sa densité augmente et donc sa masse volumique ce qui influe sur la poussé d'archimède et la rend plus faible ainsi le poids auparavant dépassé devient plus fort et fait descendre la montgolfière.

[Gagnantdu06]

Pour la 3) je viens de comprendre également on cherche le volume qui permet à la montgolfière de s'envoler
V = P/ ro10xg = 1210m cube

Vérification: 1.24x1210x10 = 15 000N
Ainsi la P = Pa

Je crois que c'est bien ça

[Black Jack]

Pour la 3) je viens de comprendre également on cherche le volume qui permet à la montgolfière de s'envoler
V = P/ ro10xg = 1210m cube

Vérification: 1.24x1210x10 = 15 000N
Ainsi la P = Pa

Je crois que c'est bien ça

Non, là tu t'es planté.

15000 N est le poids de ballon avec 1000 litres d'air dedans.

Mais si tu ajoutes de l'air dans le ballon, son poids augmente aussi et n'est donc plus de 15000 N.

:zen:

[Dominique Lefebvre]

Bonsoir,

1000 litres! Une erreur d'inattention sans doute...

[Black Jack]

Bonsoir,

1000 litres! Une erreur d'inattention sans doute...

Yes. :we:

Lire m³ au lieu de litres.

:zen:

[Altireve]

Merci pour toutes ces explications, cela me servira a expliquer des informations pendant mes vol en montgofliere avec alti-reve.fr