EFFET BERNOULLI
Durant tout le TPE, nous
considérons que le planeur est en
vol stable c’est à dire qu’il n’y a
aucune variation de portance due à
l’air. On ne prend donc pas en
compte le foyer du planeur.
Pour qu’un planeur puisse voler, la
forme de l’aile générale est très
importante. En effet, les ailes d’un
planeur sont plates sur l’intrados
et courbes sur l’extrados. Si l’aile
était totalement plate, le planeur
ne volerait pas. Nous avons constaté
ce phénomène grâce à une
expérience. Nous avons construit
deux ailes de formes différentes :
une aile plate et une aile plate
dessous et courbe dessus, en papier.
Nous avons accroché chaque aile à
l’aide d’un support, puis nous avons
symbolisé l’air s’appliquant sur le
planeur, par conséquent, sa vitesse
avec un sèche cheveux. Nous
constatons deux phénomènes : l’aile
plate ne vole pas et l’aile courbe
se soulève toute seule. (Voir
expériences).
Ce phénomène s’explique par un
théorème : le théorème de Bernoulli.
Il indique que l’énergie totale
d’une particule de fluide (parfaits)
se conserve tout au long de son
évolution suivant une ligne de
courant de l’écoulement. L’énergie
totale a essentiellement trois
composantes : une énergie cinétique,
(liée à la vitesse de la
particule), une énergie potentielle
(liée à la hauteur de la particule
par rapport à un référentiel donné)
et une énergie de pression. Suivant
la formule :
v²/2 + gh + p/k = constante
avec v : vitesse ; g :constante de
gravité ; h : l’altitude ; p :
pression dans la conduite et k :
masse volumique du fluide.
La constante de gravité, la masse
volumique du fluide ainsi que
l’altitude restent constants dans le
cas du planeur. Il n’y a que la
vitesse et la pression qui varient.
Ainsi, on peut simplifier la
formule : v² + p = constante.
En appliquant cette formule sur
l’aile générale du planeur, l’air
passant sur l’intrados et l’extrados
doit arriver au bord de fuite de
l’aile au même moment. La distance
parcourue par l’air sur l’extrados
étant plus grande que celle
parcourue sur l’intrados , la
vitesse de l’air sur l’extrados est
plus grande. Sachant que la
résultante de la vitesse et de la
pression est une constante , la
pression de l’air sur l’extrados est
plus faible que celle sur
l’intrados. Il se crée ainsi une
aspiration vers le haut, une force
appelée «portance ». Cette portance
s ‘applique sur le centre de gravité
du planeur. Si l’aile était plate,
la vitesse et la pression serait
constante sur l’extrados et
l’intrados et ainsi, il n’y aurait
pas d’aspiration. L’aile ne
monterait pas. Le planeur ne
volerait pas. Cela confirme les
résultats obtenus dans notre
expérience.
