Fusée à eau

Explication de la fusée-bouteille

Il est simple de construire une fusée-bouteille, et tu peux suivre cet article pour construire la tienne. Tout d'abord, nous aurons besoin des articles énumérés ci-dessous :

• Une bouteille en plastique, d'environ 60 onces, serait la meilleure solution.

• Un bouchon de liège qui s'insère bien dans l'entrée de la bouteille.

• Une pompe avec un adaptateur d'aiguille, avec une longue ligne pour minimiser le danger.

• Une feuille de carton, à côté de quelque chose pour la couper et la coller.

• L'eau.

Ensuite, nous devons utiliser notre liste d'articles pour assembler la fusée-bouteille. Les instructions sont indiquées ci-dessous :

1. Prends ton carton et découpe des ailerons latéraux. Il t'en faudra jusqu'à cinq, mais pas moins de deux. Colle-les sur le côté de la bouteille. Tu veux qu'elles soient proches du bouchon. Il est important de coller les ailettes sur la bouteille de façon à ce qu'elles soient à égale distance les unes des autres. Par exemple, si tu utilises deux ailerons, tu dois les placer sur les côtés opposés de la bouteille. Tu peux aussi façonner les ailettes de façon à ce que la bouteille tienne debout toute seule

2. Prends le reste du carton et façonne un cône en découpant un triangle isocèle dont les deux côtés identiques sont plus courts que le dernier côté. Colle ces deux côtés ensemble, puis colle le tout sur le côté de la bouteille sans le couvercle, avec la pointe du cône tournée vers l'extérieur.

3. Prends le bouchon et l'extrémité de l'adaptateur d'aiguille de la pompe, et passe soigneusement l'aiguille à travers le bouchon. Assure-toi de voir la pointe de l'aiguille à l'autre extrémité du bouchon, car elle doit le percer de part en part.

4. Retire le couvercle de la bouteille et remplis-la d'eau. Vise à remplir la bouteille jusqu'à environ un quart de sa hauteur ; tu pourras peut-être en rajouter après quelques utilisations.

5. Prends le bouchon, maintenant percé avec l'adaptateur d'aiguille, et enfonce-le dans le trou de la bouteille, en t'assurant qu'il est bien ajusté et qu'il ne bougera pas facilement.

6. Assure-toi d'avoir un endroit avec beaucoup d'espace ouvert dans toutes les directions, comme un champ ouvert ou un parking vide.

7. Si tu as fabriqué tes ailerons de façon à ce que la bouteille puisse tenir debout toute seule, fais-le. Sinon, place la fusée-bouteille de façon à ce que la pointe du cône soit orientée vers le ciel, éventuellement à l'aide d'un autre objet pour la maintenir en l'air.

8. Retire délicatement la pompe de la fusée-bouteille, en veillant à ne pas la faire tomber.

À partir de là, nous sommes prêts à utiliser notre fusée-bouteille ! Elle devrait ressembler à ceci, mais ce n'est pas grave si ta fusée diffère légèrement :

Un exemple de fusée-bouteille. Remarque que la tienne peut avoir un aspect différent, selon la façon dont tu l'as personnalisée.Wikimedia Commons

Pour utiliser la fusée-bouteille, pompe de l'air jusqu'à ce qu'elle s'envole soudainement ! Avec un peu de chance, tu l'auras fait s'envoler très haut dans les airs !

Quelles sont les forces que subit une fusée-bouteille ?

Alors, pourquoi la fusée-bouteille s'envole-t-elle lorsque tu la remplis d'air ? Lorsque tu pompes, tu ajoutes de l'air dans la bouteille tout en conservant le même volume. Ce faisant, tu augmentes la pression à l'intérieur de la bouteille, ce qui exerce une force sur l'intérieur de la bouteille. Finalement, lorsque cette pression devient trop forte pour la bouteille, sa force pousse suffisamment sur le bouchon pour l'éjecter rapidement du fond de la bouteille.

La libération soudaine de la pression due à une nouvelle ouverture dans la bouteille poussera tout l'air hors de la bouteille aussi rapidement que possible. Lorsque l'air sort de la bouteille, il pousse toute l'eau à côté de lui, avec la force qui pressurisait auparavant la bouteille. L'eau se déplaçant à cette vitesse, elle fournira à son tour cette même force dans la direction opposée à la bouteille, ce qui la fera s'envoler avec une force égale à la force exercée sur l'eau.

Les ailettes et le cône que nous avons ajoutés à la fusée agissent comme des stabilisateurs, en maintenant la fusée dans la même position autant que possible, ce qui permet d'obtenir une trajectoire de vol uniforme. Ils contribuent également à minimiser la résistance de l'air, ce qui permet à la fusée de voler encore plus haut. Ces raisons expliquent aussi pourquoi nous devons espacer les ailerons de façon égale. S'ils étaient inégaux, une moitié de la fusée aurait plus d'ailerons, ce qui la rendrait légèrement plus lourde. Cela provoque de l'instabilité et empêche la fusée-bouteille de s'élever en ligne droite. Au lieu de cela, elle se déplacera dans la direction vers laquelle le côté le plus lourd est orienté.

Ce diagramme montre les forces qui s'exercent sur une fusée-bouteille lorsque l'eau en est expulsée, ainsi que des étiquettes indiquant la position de chaque élément de la fusée-bouteille.Science World

Les fusées-bouteilles et les lois du mouvement de Newton

Ce projet de fusée-bouteille démontre les trois lois du mouvement de Newton.

Inertie de lafusée-bouteille

La première loi de Newton nous montre que lorsque la fusée-bouteille est initialement au repos, elle reste immobile jusqu'à ce qu'une force soit exercée sur elle. Dans ce cas, la pression libérée dans la bouteille constitue cette force.

Force de la fusée-bouteille

La deuxième loi de Newton est illustrée par la masse et l'accélération de l'eau lorsqu'elle jaillit de la bouteille. Par conséquent, l'accélération de l'eau sera égale à la force exercée par l'eau divisée par la masse. Pour cette raison, si nous ajoutons de l'eau, nous pouvons potentiellement augmenter la distance parcourue par la fusée, car ajouter de l'eau signifie augmenter notre valeur de masse, ce qui, à son tour, augmentera notre valeur de force. La formule se présente comme suit :

\[a=\dfrac{F}{m}\]

Action et réaction de la fusée à bouteille

Le décollage de la fusée-bouteille illustre la troisième loi de Newton. Lorsque l'eau sort de la bouteille, une autre force est appliquée à la fusée, égale en magnitude mais exactement opposée en direction.

Un autre exemple de fusée-bouteille terminée, cette fois-ci décorée ! Celle-ci a le couvercle en haut et le bas découpé à la place, mais elle fonctionnera de la même façon. Pinterest