Chut' Oeuf
Comment lacher un oeuf le plus haut possible et sans le casser ?
Ralentir sa chute
Pour cette rubrique, nous avons réfléchi au moyen le plus simple et le plus efficace de ralentir une chute. Directement, nous avons pensé au parachute ! Celui-ci est en plus très interressant car son fonctionnement se comprend grâce aux differentes forces que nous avons expliquées auparavant.
Pour attacher un oeuf à un parachute, il nous fallait un intermédiaire : nous avons fabriqué une boite.
Pour effectuer les chutes, nous déposons un oeuf dans cette boite et on y ajoute du coton tout autour. La boite et le coton pèsent 15g.
Raphael,
Oeuf cru,
Masse de 64,5g,
Première expérience : Laché d'un oeuf cru du premier étage dans sa boite
Tout d'abord, nous voulions être sûr que la boite n'absorbait pas tous les chocs, donc nous l'avons laissé tombé du premier étage sans parachute.
Résultat : l'oeuf s'est cassé.
Remarques : Le coton contenu dans la boite n'a pas absorbé la totalité du choc, c'est une bonne chose car maintenant on sait qu' avec ou sans le coton l'oeuf se serait cassé. Nous en mettons uniquement pour le maintenir en place.
Nous remarquons que les objets sont plus lourds et plus volumineux, les forces sont donc plus importantes qu'auparavant.
Pour la suite, nous avons fabriqué 3 parachutes avec differentes tailles et un avec une forme différente, les voici :
Parachute n°1 :
Volume : 10 L soit 0,01 m3
Masse < 5 g
Forme : demi-sphérique
Parachute n°2 :
Volume : 2 x 10 L = 20L
soit 0.02 m3
Masse < 4 g
Forme : demi-sphérique
Parachute n°3 :
Volume : 0,25L soit 0.00025 m3
Masse : 40 g
Forme : Plane, légerement voilée
Anonyme,
Oeuf cru,
Masse de 64,5g,
Anonyme,
Oeuf cru,
Masse de 64,5g,
Seconde expérience : Laché d'un oeuf du 4me étage dans sa boite attachée au parachute n°1
Nous voulions trouver une hauteur ou le parachute pouvait s'ouvrir et où la vitesse maximale de chute serait atteinte. Notre salle étant au 4ème étage nous avons donc effectué ce test depuis là . La hauteur de chute est de 13,25m.
Résultat : Lors de ce test, l'oeuf est arrivé en bas intact. Nous avons répété ce test plusieurs fois avec les mêmes résultats.
Remarques : Nous voyons que la poussée d'Archimède de notre parachute est vraiment haute ! Elle ralenti alors réellement la chute den otre oeuf. Rapellons nous la poussée d'Archimède de notre oeuf seul, était d'environ 0,000721 N. Avec le parachute elle est de 0,1202N (≈ 0,000721 x 166) !
Vierge,
Oeuf cru,
Masse de 65g,
Seconde expérience bis : Laché d'un oeuf du 3ème étage dans sa boite attachée au parachute n°2
Après la précédente expérience, nous avons décidé de pratiquer la même pour les deux autres parachutes.
Rappelons que le parachute n°2 possède deux sacs de 10 L, Donc 20 L de contenance, soit 0,02 m3
Résultat : Comme on pouvait s'y attendre, l'oeuf est arrivé intact, le parachute était bien gonflé, le temps de chute en revanche a un peu augmenté.
Remarques : Du parachute n°1 au parachute n°2, la pousée d'Archimède des parachutes a doublé Ceci explique alors le ralentissement de la chute du second parachute.
*Même si les frottements de l'air ne sont pas toujours négligeables, nous avons choisi de ne pas en tenir compte tout simplement parce qu'ils ne changent pas beaucoup de chose à ce que l'on peut remarquer. Dans certains cas ils seront importants, quand par exemple la Poussée d'Archimède sera égale au poids de l'objet.
Vierge,
Oeuf cru,
Masse de 65g,
Seconde expérience ter : Laché d'un oeuf du 3ème étage dans sa boite attachée au parachute n°3
Voici la même expérience avec le troisième parachute.
Celui-ci n'a pas une forme de demi-sphère mais plutot la forme d'une aile d'avion. Ici la poussée d'Archimède est négligeable, contrairement aux frottement de l'air. Vous voulions voir si ceux-ci pouvaient ralentir suffisament la boite pour empêcher la casse de l'oeuf
Résultat : Lors du laché, la parachute s'est plié en vol. Ce qui l'a rendu inutilisable, tout comme les résultats du test effectué. Même si cela a peu d'importance, l'oeuf a cassé.
Ici, nous voyons que la force de la poussée d'Archimède est basse. Et que par contre, le poids est plutot haut. Le principe d'un deltaplane est le même, pourtant malgré la différence de ces deux forces, il vole. Il y a donc une troisième force en jeu, celle-ci est celle que nous avons négligé auparavant : les frottements de l'air sur le corps.
Cette force est complexe à utiliser et à calculer, nous avons donc juste décidé d'essayer de s'en servir pour "remplacer" la poussée d'Archimède et obtenir le même effet.
Malheureusement le parachute n'a pas résisté, surrement à cause d'une taille trop importante.
Vierge,
Oeuf cru,
Masse de 65g,
Troisième expérience : Laché d'oeufs du 5ème étage dans leur boite attachée aux parachutes.
Nous avons reproduit les mêmes expériences qui précèdent, mais ici d'un étage au dessus, soit une chute de 17,40m.
•Le premier oeuf laché avec le parachute 1, s'est cassé. Ceci n'étant pas vraiment le résultat attendu, nous avons recommencé plusieurs fois et c'est le seul qui s'est brisé.
•Avec le second parachute, Aucun des oeufs ne se sont brisés, tous intacts.
•Le parachute n°3 n'étant pas fonctionnel, nous n'avons pu poursuivre les tests avec.
Le but de cette expérience était surtout de montrer qu'avec la solution des parachutes, la hauteur n'avait plus d'importance contrairement aux méthodes précédentes. A 17,40 m, la vitesse de chute constante est atteinte, l'oeuf recevra alors les mêmes dommages que s'il était jeté de 40m.