Trois
expériences présentées par le lycée A. France de Lillers ont été
retenues pour participer à la campagne de vols paraboliques du mois de
Mars 2014.
Etude des effets de l’impesanteur sur la
flotabilité
Objectif
scientifique : Un poisson rouge immergé dans l’eau d’un
aquarium est soumis à deux forces : la force de pesanteur et la
poussée d’Archimède. Ces deux forces dépendant du champ de pesanteur,
on peut alors se poser une question : quels vont être les effets
de l’impesanteur sur les mouvements du poisson rouge ? Les
expériences avec des poissons étant interdites, le poisson sera
remplacé par un poisson mécanique « robo fish ».
Des
solides de même volume mais de masses différentes sont soumis à deux
forces : l’une identique pour tous ces solides : la poussée
d’Archimède dépendant de leur volume, l’autre : la force de
pesanteur, différente pour chacun des solides car dépendant de leur
masse. Un de ses solides sera-t-il plus sensible aux variations de
pesanteur ? Une de ses forces sera-t-elle prépondérante en hyper
pesanteur ? en impesanteur ?
Quels
seront les effets de l’impesanteur et de l’hyper pesanteur sur les
mouvements d’un ludion ?
Description
technique de l’expérience : Il s’agira dans un premier temps
d’effectuer une acquisition vidéo des mouvements du poisson, des
solides et du ludion. Il faudra ensuite étudier la trajectoire du
poisson, des solides et du ludion et analyser les différences de
mouvements entre les expériences réalisées avec une accélération de
pesanteur égale à g = 9,8 m.s-2, à 2g et à 0g.
Intérêt
pédagogique du projet : Cette expérience a divers buts
éducatifs : étude de « La pesanteur terrestre » au
programme de la classe de seconde dans le thème Univers, étude
« Pression et force pressante » au programme de la classe de
seconde dans le thème Pratique du sport et étude du « champ de
pesanteur » au programme de la classe de première scientifique
dans le thème Comprendre.
Chute libre d’une bille
Objectif
scientifique : L’objectif de cette expérience est d’étudier la
chute libre d’une bille. Des expériences seront menées lorsque la bille
sera soumise à une accélération de pesanteur égale à g = 9,8 m.s-2
(pesanteur normale terrestre), à 2g (hyper pesanteur)
et à 0 g (impesanteur). Il s’agira d’étudier, d’analyser et de comparer
entre eux et avec les résultats théoriques les mouvements de chute
libre d’une bille dans différentes conditions de pesanteur. Quels sont
alors les effets de l’hyper pesanteur et de l’impesanteur sur le
mouvement d’un objet en chute libre ? Les vitesses et la durée de
chute seront-elles identiques? La conservation de l’énergie mécanique
sera-t-elle toujours vérifiée ?
Description
technique de l’expérience : Il s’agira dans un premier temps
d’effectuer une acquisition vidéo de la chute libre d’une bille puis à
l’aide d’un logiciel de pointage vidéo, pointer les différentes
positions de la bille. On pourra ainsi tracer la trajectoire de la
bille et en déduire sa vitesse en fonction du temps, calculer les
énergies potentielle de pesanteur et cinétique de la bille et vérifier
si il y a effectivement conservation de l’énergie mécanique.
Intérêt
pédagogique du projet : Cette expérience a divers buts
éducatifs : « l’étude d’un mouvement » au programme de
la classe de seconde dans le thème Pratique du sport et l’étude de
« Forme et principe de conservation de l’énergie » au
programme de la classe de première scientifique dans le thème
Comprendre.
A en perdre le Nord
Objectif
scientifique : L’objectif de cette expérience est d’étudier le
comportement d’un gyroscope en impesanteur. Il s’agira de vérifier si
la première et la troisième loi gyroscopique sont vérifiées.
Dans un premier
temps, la loi de fixité sera étudiée. Cette loi explique qu'un objet
soumis à une rotation tourne toujours autour du même axe. Quels seront
les effets de l’impesanteur sur la direction donnée par un
gyroscope ?
Dans un second
temps, le phénomène de précession, changement d’orientation de l’axe de
rotation, sera analysé. La précession du gyroscope visible sur terre
l’est-elle également en apesanteur ?
Description
technique de l’expérience : Il s’agit d’effectuer une
acquisition vidéo d’un gyroscope en rotation puis d’observer sa
trajectoire, ses mouvements et la direction donnée par son axe de
rotation pendant le vol en impesanteur.
Intérêt
pédagogique du projet : Cette expérience a différents buts
éducatifs : « l’étude du mouvement » est au programme de
la classe de seconde dans le thème Pratique du sport quant à
« Forme et principe de conservation de l’énergie » c’est au
programme de la classe de première scientifique dans le thème
Comprendre.
Cette
expérience nous permettra également d’analyser le comportement d’un
instrument aéronautique étudié dans le cadre de la préparation au
Brevet Initiation Aéronautique.