FICHE D’ACTIVITE N° 4 MALLE ESPACE – ANSTJ
Version du 15/06/17
Comprendre les fusées à eau
Résoudre l’énigme : Dans la fiche d’activité n°3, « le
défi des fusées à eau », tu avais trouvé une recette
permettant d’envoyer une fusée à eau le plus haut
possible. Es-tu capable d’expliquer pourquoi c’est
CETTE recette qui fonctionne ? La question n’est pas
forcément très simple et nous pouvons t’aider à y
répondre.
Chercheur en herbe : Nous te proposons de te mettre
dans la peau d’un chercheur « en herbe ». Une équipe de
chercheur est dirigé dans ses études par un « directeur de
recherche ». Ainsi, ton animateur ou ton professeur
jouera ce rôle. Cette fiche d’activité te servira de guide
pour récolter le maximum d’informations sur les fusées
que tu as pu tester.
S’organiser :Tu vas avoir besoin de noter tout ce qui caractérise chacun des essais que tu as fait.
Choisis une façon clair et pratique pour regrouper ces notes (tableau général, fiches par essais…).
Mesurer les masses des fusées : Pour chaque essais que tu as fais, re-remplis la fusée
(bouteille) avec la bonne quantité d’eau et mesure le poids (la masse) obtenu. Note le résultat.
Mesurer les temps et les altitudes : relance tes différentes fusées et mesure les altitudes
atteintes avec un théodolite. Tu peux également mesurer d’autres choses : le temps de culmination,
le temps et l’altitude de fin de propulsion (quand toute l’eau s’est vidée).
Mesurer la poussée des propulseurs : Mesure, grâce au banc de poussée, les performances de
ton moteur, en mettant la quantité d’eau correspondant à chaque essais. Remarques-tu des choses
intéressantes suivant la proportion entre l’eau et l’air.
Approche du problème : En physique, la méthode la plus utilisée pour
analyser un problème est d’isoler l’objet que l’on étudie par rapport à ce qui
l’entoure et de faire un bilan des forces auxquelles il est soumis à un instant
donné. Nous dirons que l’objet que l’on étudie est : la bouteille + l’eau qui s’y
trouve encore. Pour simplifier le problème, on va considérer qu’on lance la
fusée à la verticale. Dans le cas de notre bouteille, si on prend une « photo »
de celle-ci à l’instant où elle quitte la rampe (elle ne la touche plus), 2 forces
agissent dessus. Celle liée à son propre poids et celle liée à la poussée du
moteur. La poussée du moteur agit de la même façon qu’un poids équivalent
qui tirerait la fusée vers le haut (voir schéma).
Thème : PROPULSION
Intitulé : Comprendre les fusées à
eau
Difficulté :
Temps : 3h00
Matériel :
- 1 bouteille pour soda de 1.5 litre en
P.E.T par groupe
- 1 pompe à vélo munie d’un
manomètre
- Kit « rampe de lancement pour fusées
à eau »
- Banc de mesure de poussée des
propulseur à eau
- Théodolite pour mesurer l’altitude des
fusées.
- Balance de 100 g à 1.5 kg