Les foils
Conception et réalisation d'une expérience pour comprendre la portance.
Objectif :
montrer que la force de portance qui s'exerce sur un foil permet à une maquette de bateau de sustenter.
Matériel :
Le bateau
Un dispositif destiné à mesurer l’élévation de la maquette du bateau constitué :
Protocole :
On assemble le foil et le bloc de polystyrène en créant un angle d’incidence.
On centre la maquette dans le bac d’eau rempli jusqu’au niveau du trop plein, on fait coulisser le mat dans le dispositif de mesure et on fixe le dispositif de maintien.
On projette sur le foil de la maquette un jet d’eau horizontal tout en veillant à ce que les ficelles du dispositif de maintien reste horizontaux.
On intensifie la force du jet pour simuler la vitesse.
On observe le comportement de la maquette.
Résultats :
Après plusieurs tentatives, la maquette s’élève au dessus du niveau de l’eau.
Les limites de l'expérience
Objectif :
montrer que la force de portance qui s'exerce sur un foil permet à une maquette de bateau de sustenter.
Matériel :
Le bateau
- Un foil en T modélisé et réalisé grâce à l’impression 3D en plastique.
- Un bloc de polystyrène rectangulaire muni d'un mat
- Un bac en plastique transparent rempli d'eau douce munis de trous d'évacuations en guise de trop-plein.
- Un tuyau d'arrosage muni d'un pistolet permettant de moduler la pression du jet
Un dispositif destiné à mesurer l’élévation de la maquette du bateau constitué :
- d’une armature métallique fixe et plane au dessus du bac
- d’un tuyau transparent avec une graduation dans lequel se glisse le mat.
- Un dispositif de maintien de la maquette contre la force provoquée par le flux du jet d’eau constitué de trois ficelles accrochées d’une part au bac et de l’autre à la maquette.
Protocole :
On assemble le foil et le bloc de polystyrène en créant un angle d’incidence.
On centre la maquette dans le bac d’eau rempli jusqu’au niveau du trop plein, on fait coulisser le mat dans le dispositif de mesure et on fixe le dispositif de maintien.
On projette sur le foil de la maquette un jet d’eau horizontal tout en veillant à ce que les ficelles du dispositif de maintien reste horizontaux.
On intensifie la force du jet pour simuler la vitesse.
On observe le comportement de la maquette.
Résultats :
Après plusieurs tentatives, la maquette s’élève au dessus du niveau de l’eau.
Les limites de l'expérience
- Les problèmes d'horizontalité du jet d'eau et de parallélisme avec le dispositif de maintien de la maquette
- L'augmentation du niveau d'eau seulement résolue en partie par le trop-plein
- Les frottements du mat dans le dispositif de mesure de l'élévation
- Les inconnues : la vitesse du fluide que nous n'avons pas su mesurer, l'angle d'incidence du foil que nous n'avons pas réussi à maintenir.