La fusée à air

Une fusée en papier sur laquelle on a fixé une paille est placée sur une pompe à vélo. Lorsqu’on pousse le piston de la pompe, l’air comprimé dans la paille provoque le décollage de la fusée.

Fiche d’accompagnement de l’expérience:
 

Matériel
  • 2 pailles de boisson de diamètres différents (elles doivent pouvoir coulisser facilement l’une dans l’autre), par exemple une paille de cocktail plus large et une autre plus fine prise sur une ration individuelle de jus de fruit

  • de la pâte à modeler

  • une pompe à vélo

  • éventuellement du papier et du ruban adhésif

Montage et réalisation

Placer un tube creux et rigide sur une pompe à vélo dont on a ôté l’embout.

Fixer le tube sur la pompe à l’aide de pâte à modeler, qui assurera une bonne étanchéité car l’air ne doit sortir de la pompe que par la paille.

Réaliser une fusée en papier et, dans la pliure centrale, coller une paille suffisamment fine pour pouvoir coulisser dans le tube.

Boucher l’extrémité supérieure de la paille avec de la pâte à modeler.

Placer la fusée sur sa rame de lancement : le dispositif est prêt à fonctionner.

Explications

Lorsqu’on enfonce rapidement le piston on crée une compression adiabatique et l’air envoyé dans les pailles a une surpression momentanée.

La grosse paille et l’air comprimé qu’elle contient peuvent être considérés comme un système isolé dont la quantité de mouvement initiale est nulle.

L’air ne peut sortir de la fusée que par le bas car la partie supérieure de la paille a été bouchée hermétiquement (voir la figure ci-dessous).

La quantité de mouvement d’un système isolé étant constante, la paille a une quantité de mouvement opposée à celle de l’air expulsé.

La quantité de mouvement de la paille la fait décoller vers le haut.

Remarques

Cette utilisation de la conservation de la quantité de mouvement pour se mouvoir est appelée propulsion par réaction.

Dans le cas des fusées réelles ce sont les gaz de combustion qui sont expulsés vers l’arrière et non pas de l’air.

La propulsion par réaction fait aussi l’objet des expériences « Un ballon à réaction » et « Un bateau à réaction ».

Références

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