Les faits ont-ils toujours raison?

[Arensor]

On peut donc faire l'expérience suivante. On dispose d'un fusil fixé solidement sur un trépied, au canon parfaitement horizontal et de deux balles. Une est dans la chambre, l'autre posé en équilibre instable sur le trépied. Lorsque on tire, la balle en équilibre chute et touche le sol à l'instant t.
Soutenez-vous sérieusement que la balle tirée touchera le sol au même instant t ?

C'est du moins ce que j'ai appris durant mes cours de physique.

https://www.youtube.com/watch?v=z24_ihikEqQ

Oui, même avec un vitesse initiale horizontal, le temps de chute est identique si aucune autre force verticale n'intervient.
C'est le cas dans votre exemple où la balle dans son déplacement dans l'air ne développe aucune portance.
Par contre si on fait la même expérience avec un objet "non symétrique" ou en rotation sur lui-même, il peut se développer une force de portance s'opposant au poids et les temps de chute seront différents.

[richard]

Oui, même avec une vitesse initiale horizontale, le temps de chute est identique si aucune autre force verticale n'intervient.

Je ne crois pas. Par exemple sans deltaplane il aurait chuté beaucoup plus vite. Mais tout dépend de ce que tu appelles force verticale.

[25 décembre]

Arensor » 13 sept. 2017, 16:48

Dans l'histoire je cumule des informations non pertinentes en fonction de la question que je pose à la fin. C'est ce qui se passe normalement quand nous voulons étudier un fait, il faut faire le tri de toutes les informations reçues et ne garder que celles qui sont pertinentes pour arriver à la bonne réponse. Dans ce cas l'information pertinente n'est pas présente et inaccessible, nous ne connaissons pas la distance entre l'observateur et l'objet observé.
Un fait précis n'est plus le même fait si on y ajoute un nouveau paramètre et nous ne pouvons donner raison à un fait dont on ne connaît pas l'un des paramètres.

[Vathar]

Cogite émet par contre une judicieuse remarque. Quid si la montgolfière est amarrée au sol et le vent non nul ?

C'est la le cœur du problème, que vous avez abordé un peu avant. On parlait initialement d'objets pesants lachés depuis un point fixe par rapport au référentiel terrestre. (c'est du moins ainsi que je l'ai toujours interprété vu que l'anecdote d'origine mentionnait des objets lâchés depuis la tour de Pise)

C'est le cas dans votre exemple où la balle dans son déplacement dans l'air ne développe aucune portance. Par contre si on fait la même expérience avec un objet "non symétrique" ou en rotation sur lui-même, il peut se développer une force de portance s'opposant au poids et les temps de chute seront différents.

C'est vaguement hors sujet, mais une balle n'est-elle pas conçue pour sortir du canon avec un mouvement de rotation sur son axe de translation?

[25 décembre]

Raphaël » 14 sept. 2017, 07:14

Wooden Ali a écrit :
On peut donc faire l'expérience suivante. On dispose d'un fusil fixé solidement sur un trépied, au canon parfaitement horizontal et de deux balles. Une est dans la chambre, l'autre posé en équilibre instable sur le trépied. Lorsque on tire, la balle en équilibre chute et touche le sol à l'instant t.
Soutenez-vous sérieusement que la balle tirée touchera le sol au même instant t ?

C'est du moins ce que j'ai appris durant mes cours de physique.

https://www.youtube.com/watch?v=z24_ihikEqQ

Dans les exemples de la balle de billard et la balle de fusil y a t'il un paramètre de changé qui ferait en sorte que la balle de fusil mette plus de temps pour atteindre la sol.

[Nicolas78]

J'imagine : L’aérodynamisme (la forme) et la rotation de la balle (qui lui permet notamment de rester sur son axe). Même dans le cas ou l’énergie restitué au deux objet et la vitesse initiale sont les mêmes ainsi que l'angle de tir. Dans le vide, il n'y aurait presque aucune différence de trajectoires (dans l'optique ou les objets sont parfaitement équilibré autour de leurs centre de gravité).

[Arensor]

Oui, même avec une vitesse initiale horizontale, le temps de chute est identique si aucune autre force verticale n'intervient.

Je ne crois pas. Par exemple sans deltaplane il aurait chuté beaucoup plus vite. Mais tout dépend de ce que tu appelles force verticale.

C'est bien pourtant ce que montre la petite vidéo de Julien. C'est on ne peut plus clair

Les 2 balles arrivent en même temps car les 2 seules forces verticales qui s'appliquent (poids et composante verticale de la traînée) sont identiques pour les 2 balles.
Si par contre on réitère l'expérience avec des objets d'une autre forme, on pourra générer une portance (=force verticale) sur l'objet initialement animée d'une vitesse horizontale, et même aussi d'une composante verticale de traînée différente suivant les 2 objets (Cx et S différent suivant la surface que présente l'objet dans son déplacement).

L'exemple du Delta n'est pas adapté dans cette discussion car un Delta, comme tous les aéronefs non motorisés utilise les courants ascendants pour prendre de l'altitude.

Ici, on reste dans l'hypothèse vent parallèle à la surface, et pas de composante verticale du vent.

Sans vent vertical, un Delta ne peut que descendre, même si des variations d'incidence ponctuelles( décidées par le pilote) peuvent instantanément le faire monter dans la masse d'air (mais la chute de vitesse induite l'oblige automatiquement à redescendre ..!)
Et il atteindra le sol (toutes choses égales par ailleurs, c'est à dire masse et incidence constante), dans le même temps quelque soit la vitesse du vent horizontal.

[neuneutrinos]

un bon vent de face devrait aussi pouvoir remonter le planneur non ?

[Arensor]

C'est vaguement hors sujet, mais une balle n'est-elle pas conçue pour sortir du canon avec un mouvement de rotation sur son axe de translation?

Un projectile de type ogive (la majorité des cas) présente son centre de poussée en avant du centre de gravité. Avoir été tiré, il aura donc tendance à basculer sur lui-même (l'ogive se retournera).
Pour éviter cela, comme vous le signalez, on met l'ogive en rotation autour de son axe longitudinal (par les rayures hélicoïdales du canon).
Mais malgré cette correction, l'ogive ne présente pas dans sa trajectoire son axe longitudinal parfaitement confondue avec celle-ci.

Il y donc un angle d'incidence de l'ogive, même faible qui crée une force déviatrice (portance ou déportance ou latérale).

On peut même voir parfois le trou dans la cible de forme rectangulaire (trop haut ou trop bas) au lieu d'un beau rond, qui indique que l'angle d'incidence était franchement trop fort et donc la stabilisation défectueuse ou fatiguée en fin de trajectoire...

[Arensor]

un bon vent de face devrait aussi pouvoir remonter le planneur non ?

Absolument pas.
Les 2 seules actions permettant de faire prendre de l'altitude à un planeur sont:
- une augmentation d'incidence effectuée par le pilote (mais ce sera momentanée)
- des courants ascendants

Pour voler, un planeur ne peut que descendre (et doit descendre*) dans la masse d'air.
Si vous le voyez monter, c'est qu'il a trouvé un courant ascendant. C'est tout l'art du pilotage planeur.
Quand ils tournent en spirale, c'est qu'ils s'efforcent de rester dans l'ascendance pour reprendre de l'altitude.

(*) La force de traction d'un planeur qui lui permet d'obtenir une vitesse et donc de développer une portance, c'est la composante de son poids sur la trajectoire, celle-ci devant donc être obligatoirement descendante.

[richard]

Un copain qui faisait du planeur me disait qu'ils étaient parfois plusieurs à tourner dans une ascendance avec quelques oiseaux.
Pour en revenir au sujet:

L'observation et l'expérience sont guidées par la théorie.

*Le Livre de Poche, Biblio, essais.

[Nicolas78]

un bon vent de face devrait aussi pouvoir remonter le planneur non ?

Malheureusement, selon le type de vent, un vent de face peut aussi projeter vers le sol

Il faut une résistance pour qu'un vent de face oppose une portance, et donc un moteur (ou pour un avion en papier, un cable comme ici : https://www.youtube.com/watch?v=mQSMfamdOXc ), sinon, ça fait juste ralentir l'avion dans tout les cas !
Mais il ne montera pas nécessairement, surtout que si le vent diminue d'un coup, la vitesse air diminuera, et laissera l'avion à une vitesse réelle (par rapport au sol) trop faible, de cette perte d’énergie s'en suis une perte d'altitude.

+1 pour Arensor concernant les planeurs.

[Arensor]

un bon vent de face devrait aussi pouvoir remonter le planneur non ?

Malheureusement, selon le type de vent, un vent de face peut aussi projeter vers le sol

Il faut une résistance pour qu'un vent de face oppose une portance, et donc un moteur (ou pour un avion en papier, un cable comme ici : https://www.youtube.com/watch?v=mQSMfamdOXc ), sinon, ça fait juste ralentir l'avion dans tout les cas !
Mais il ne montera pas nécessairement, surtout que si le vent diminue d'un coup, la vitesse air diminuera, et laissera l'avion à une vitesse réelle (par rapport au sol) trop faible, de cette perte d’énergie s'en suis une perte d'altitude.

+1 pour Arensor concernant les planeurs.

Dans tous nos précédents échanges, lorsqu'on parle de vent, on parle du déplacement de la masse d'air par rapport au sol.
Et ce vent n 'a aucun effet sur la portance de l'aéronef qui évolue dans la masse d'air.
Aérodynamiquement parlant, c'est transparent.
(Sauf lors des transitions sol - air ou air-sol....)

Vous parlez ici de vent relatif (dont la vitesse = vitesse de l'aile dans la masse d'air) qui lui est effectivement nécessaire à la fabrication de la portance.

Dans un avion, les seules possibilités* de faire varier le vent relatif sont:
- une action sur la puissance
- une action sur l'incidence

(*) Il peut y avoir éventuellement des variations, non contrôlées par le pilote, de vent relatif en force et en direction en cas de "cisaillement" de vent ou de turbulence, mais c'est une autre histoire et hors sujet puisque depuis le début de nos échanges on ne parle que de vent parallèle à la surface et de vitesse et direction constante

+1 pour Nicolas78 concernant le 9/11...
Quelle persévérance !!

[Nicolas78]

Oui c'est ca, le vent relatif ! Merci

C'est ce que je voulais illustrer avec la vidéo de mon post précédent. Maladroitement.

[neuneutrinos]

et j'imaginais une forme de cône (triangle isoscele vu de face). sommet du cône vers le haut.
Si un vent horizontal souffle, cela devrait entraîner l'objet vers le bas, non ?

Pour le planneur, autant pour moi.

[Wooden Ali]

Oui, même avec un vitesse initiale horizontal, le temps de chute est identique si aucune autre force verticale n'intervient.
C'est le cas dans votre exemple où la balle dans son déplacement dans l'air ne développe aucune portance.

Je me rends à ton explication. Si aucune force verticale n'intervient, la durée de chute sera entièrement déterminée par l'action de la pesanteur.
Le point d'impact au sol sera déterminé par la vitesse moyenne horizontale de l'objet multiplié par la durée de chute (quelles que soient les variations de vitesse horizontale de l'objet). C'est donc vrai pour un vent horizontal variable et aussi pour la balle de fusil de mon exemple.
Je me suis laissé avoir par une intuition défaillante.
Damned !

[Arensor]

Oui, même avec un vitesse initiale horizontal, le temps de chute est identique si aucune autre force verticale n'intervient.
C'est le cas dans votre exemple où la balle dans son déplacement dans l'air ne développe aucune portance.

Je me rends à ton explication. Si aucune force verticale n'intervient, la durée de chute sera entièrement déterminée par l'action de la pesanteur.
Le point d'impact au sol sera déterminé par la vitesse moyenne horizontale de l'objet multiplié par la durée de chute (quelles que soient les variations de vitesse horizontale de l'objet). C'est donc vrai pour un vent horizontal variable et aussi pour la balle de fusil de mon exemple.
Je me suis laissé avoir par une intuition défaillante.
Damned !

Il est vrai que ces notions de mécanique des fluides sont quelque peu piégeuses... Moi même y ai déjà eu droit !

Cela dit, concernant la munition de fusil, je pense que c'est seulement dans le cas où le projectile est sphérique et non mis en rotation (canon lisse) qu'il présentera le même temps de chute une fois tirée horizontalement que lâchée verticalement depuis la hauteur du canon.
Un projectile de type ogive atteindra le sol avec un temps de chute différent en raison de la possibilité de générer une portance une fois tiré (si mal stabilisé par la rotation) et d'un couple (Cx, S) différent que lorsqu' il tombe à la verticale.

Mais là je crois que je suis dans la diptérosodomie...

[Wooden Ali]

Salut Arensor,

Un projectile de type ogive atteindra le sol avec un temps de chute différent en raison de la possibilité de générer une portance une fois tiré (si mal stabilisé par la rotation) et d'un couple (Cx, S) différent que lorsqu' il tombe à la verticale.

Mais là je crois que je suis dans la diptérosodomie...

Pour retrouver une sexualité moins exotique, il suffit de remplacer le Famas par un pistolet à silex tirant des balles de plomb sphérique. Enfin ... si j'ai bien compris !

[Arensor]

Salut Arensor,

Un projectile de type ogive atteindra le sol avec un temps de chute différent en raison de la possibilité de générer une portance une fois tiré (si mal stabilisé par la rotation) et d'un couple (Cx, S) différent que lorsqu' il tombe à la verticale.

Mais là je crois que je suis dans la diptérosodomie...

Pour retrouver une sexualité moins exotique, il suffit de remplacer le Famas par un pistolet à silex tirant des balles de plomb sphérique. Enfin ... si j'ai bien compris !

[tecnic]

Un projectile de type ogive atteindra le sol avec un temps de chute différent en raison de la possibilité de générer une portance une fois tiré (si mal stabilisé par la rotation) et d'un couple (Cx, S) différent que lorsqu' il tombe à la verticale.

Bonjour. Générer une portance,là j'ai de gros doutes ....Il y gagne simplement une meilleure pénétration dans l'air ! Sa trajectoire est mieux contrôlée ,il tombe plus loin mais comme il va plus vite ......
Pour l'enfilage de mouches ,c'est d'accord.

[Arensor]

Un projectile de type ogive atteindra le sol avec un temps de chute différent en raison de la possibilité de générer une portance une fois tiré (si mal stabilisé par la rotation) et d'un couple (Cx, S) différent que lorsqu' il tombe à la verticale.

Bonjour. Générer une portance,là j'ai de gros doutes ....Il y gagne simplement une meilleure pénétration dans l'air ! Sa trajectoire est mieux contrôlée ,il tombe plus loin mais comme il va plus vite ......
Pour l'enfilage de mouches ,c'est d'accord.

Et si, la mise en rotation de l'ogive a pour but de limiter, voire d'annuler l'angle d'incidence de lacet qui, s'il est trop fort, risque de provoquer un basculement de l'ogive due à la force déviatrice générée.
Mais il y a toujours risque d'une incidence résiduelle et donc de force déviatrice.
(= portance si dirigée vers le haut).

[Nicolas78]

La rotation d'une balle ne créer pas de portance parque cette rotation n'est pas dans le bon sens

Avez vous déjà essayé de prendre une cigarette à plat sur la paume et de l'envoyer en l'air en la jetant de manière à ce que le tube entame une rotation violente dans son axe ? La cigarette va prendre de l'altitude naturellement, cela créer une portance. C'est l'effet venturi.
En tout cas, il me semble

Comme dit Arensor, une balle ne créer pas de portance. La rotation n'est la que pour stabiliser la balle sur sont axe est garantit une meilleure penetration dans l'air. Avec tout ce que ca implique (conservation de la vitesse, de l'assiette et de la direction).
A la imite cette rotation peut avoir un tout petit effet sur la balle en la deviant sur la gauche ou la droite mais j'en doute, de toute facon la balle va surement trop vite pour que l'effet est une influence, et en fin de course, elle ne tourne surement plus asses vite par rapport à sont poid. Mais sur ce dernier point je ne suis pas sur de mon coup.

[richard]

Une précision sur la rotation d'une balle. Qu'est-ce qu'une balle liftée?

[tecnic]

Une précision sur la rotation d'une balle. Qu'est-ce qu'une balle liftée?

OK pour la balle de tennis ou de ping pong liftée ,mais le "sens" de rotation d'une balle de fusil ou d'obus fait toute la différence ! Le projectile tourne sur lui-même "face" à l'air ! La différence de pression créée sur sa surface due à son déplacement est identique "de tous les côtés "quel que soit le sens de sa rotation ! Aucune portance n'est générée !

[richard]

Ce ne serait pas fait pour créer une portance mais pour augmenter la précision.