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Archive pour décembre 2010

Le GPS (Global Positioning System)

Lundi 13 décembre 2010

Le GPS ( global positioning system ) est un systeme de localisation par satellite.

Le GPS (Global Positioning System) dans Option Sciences 2010-2011 gps1.vignette

A l’origine, il a été créé par les militaires americains puis a été mis en service pour les civils.

Le systeme repose sur des satellites qui tournent en permanence autour de la Terre sur des orbites differentes. Chaque GPS (boitier comme dans les voitures ) communique en permanence avec 3 satellites. Grâce au GPS, nous pouvons connaître notre position partout sur terre, sur mer ou dans les airs. Il indique aussi notre vitesse de deplacement.

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Couplé à un systeme (logiciel) de navigation, il permet de calculer un itinairaire, d’estimer le temps du trajet. Il indique aussi les centres d’intérêt, et a d’autres fonctionnalités (la localisation des radars, le trafic routier …) Il ne nécessite pas d’abonnement, seul le boitier est payant.

 

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Pour résumer, le GPS est constitué d’un récepteur, d’un terminal (PDA, smart phone, portable) et d’un logiciel de navigation (cartographie). Le GPS autonome regroupe 3 fonctions dans un seul et même boitier. Il se caractérise par sa simplicité d’utilisation et sa fiabilité.

 

Auteurs : Olivier.

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Album : 04012011

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La fusée à eau

Lundi 6 décembre 2010

Nous nous sommes lancés dans l’étude et la réalisation de fusées à eau …

La fusée à eau dans Option Sciences 2010-2011 fuse2.vignette

Une fusée à eau ou fusée hydropneumatique est un engin volant constitué d’une bouteille en PET propulsée par réaction, en utilisant de l’eau et de l’air sous pression. Ces engins peuvent dépasser la vitesse de 400 km/h et les 100 mètres d’altitude. Leur lancement nécessite l’utilisation d’une base de lancement (ou pas de tir) fabriqué à cet effet. Pour ses vertus pédagogiques et son côté spectaculaire, la construction de fusées à eau est une activité souvent pratiquée dans les écoles et les centre de vacances.

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La propulsion d’une fusée à eau est basée sur le principe bien connu d’action-réaction : lorsqu’une certaine masse (la masse d’eau, ici) est éjectée violemment d’un conteneur, il se crée une force de réaction dans le sens opposé. C’est par ce même principe que les fusées telles qu’Ariane sont propulsées, sauf qu’à la place d’une masse d’eau, ces engins éjectent une masse de gaz enflammés.

Dans les fusées à eau, la masse à éjecter est donc de l’eau, fluide parfaitement neutre et dépourvu d’énergie. Le moyen pour éjecter cette eau n’est pas une réaction chimique mais la mise sous pression de l’air dans le conteneur. Ce conteneur est une simple bouteille en PET. Pour des raisons de sécurité, il est important que cette bouteille soit en PET, afin de résister à la forte pression interne.

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Plus la pression de l’air dans la fusée est élevée, plus l’eau sera éjecté rapidement, et donc plus la force de réaction sera grande, même si elle dure moins longtemps.

Dans la pratique, la phase de propulsion d’une fusée à eau est en général très courte (de l’ordre du dixième de seconde pour une fusée type de 1,5 L). Cependant, après cette phase propulsive, la fusée à eau continue son ascension grâce à l’énergie cinétique acquise, et ceci malgré la pesanteur et la résistance de l’air.

Le protocole de lancement d’une fusée type est le suivant : La fusée remplie de 30 % à 40 % d’eau est placée sur son pas de tir. L’air de la bouteille est alors mis sous pression (à 5 000 hPa en milieu scolaire, soit 5 bars ou 5 Atmosphères en unités anciennes, et jusqu’à 8 000 hPa), généralement à l’aide d’une pompe à pneumatique manuelle. Une fois la pression adéquate atteinte, la fusée est libérée et commence son vol.

Les fusées à eau sont des engins concentrant une énergie importante, capables d’occasionner des blessures graves si des mesures de sécurité simples ne sont pas respectées.

Il est par conséquent recommandé qu’aucune personne ne se trouve à moins de 10 mètres du pas de tir pendant la mise sous pression et le décollage d’une fusée.

Une fusée à eau se compose de 4 parties bien distinctes:

  • L’ogive ; la pointe de notre fusée est constituée d’une coiffe ou ogive (définition davantage militaire), dont l’utilité est l’amélioration de l’esthétique et surtout de l’aérodynamique.
    Un profil pointu comme celui d’un avion de chasse ou du Concorde, qui nous semblerait, à priori, le meilleur est inutile pour nos FHP (Fusée hydropneumatique) dont la vitesse reste largement en dessous de celle du son. Mais cette coiffe peut aussi contenir un dispositif qui permettra à la fusée de retourner au sol en douceur, un parachute par exemple.
  • Le fuselage est le corps principal de la FHP car il va servir de réservoir ainsi que de chambre pour que la pression augmente et expulse la tuyère.
  • La tuyère est le bouchon qui sert à contrôler le débit de la FHP. Il doit laisser entrer l’eau lors du remplissage et il permet de contrôler le débit de l’eau lors de la propulsion.
  • Les ailerons permettent de contrôler la trajectoire de nos FHP. Il se doivent d’être aérodynamiques pour ne poser aucune résistance à la montée de notre FHP. Pour la construction d’une FHP il ne faut pas se fier aux fusées Ariane qui ont de tout petits ailerons car elles sont dirigées constamment par un système électronique et sont naturellement instables. À notre niveau il est quasiment impossible de reproduire ce système car ils sont lourds, volumineux et complexes.

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Source : http://fr.wikipedia.org/

03 décembre
Album : 03 décembre

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