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Le placement de l'aile sur l'avion

 

    Nous savons que l'aile à une importance crutiale sur le vol de l'avion puisqu'elle a pour rôle de "porter" l'avion. Et on se doute qu'il faut qu'elle soit placée à un endroit précis sur l'avion afin de crée un équilibre de l'avion. Mais, Où est placée l'aile par rapport à l'avion ?

 

    Pour savoir où se place l'aile par rapport à l'avion, nous allons réaliser 3 expériences.

    Pour les experiences qui vont suivre, nous avons besoin d'un avion, et d'une masse.

Schéma avion équipé de la masse
Schéma avion équipé de la masse

 

 

    Nous allons équiper notre avion d'une petite masse (10-20% de la masse de l'avion) que nous allons placée à différents endroits de l'avion. 

 

Expérience n°1: on décide de placer la masse au centre de gravité de l'avion, et comme nous ne savons pas où il se trouve, nous allons le calculer. (voir le calcul plus bas). La masse est donc placée au centre de gravité (il s'avère que c'est le centre des ailes).

Observations: le vol n'est pas affecté, l'avion vole normalement.

 

Explication du calcul d'estimation du centre de gravité :

    On recherche le centre de gravité de l'avion.(suivre toute la démarche avec le schéma joint ci-dessous)

Découpons notre avion en deux triangles.

  • Nous allons chercher le centre de gravité de ces deux triangles.

On sait que dans un triangle, le centre de gravité est le point d'intersection des médianes.

On trace donc les médianes de chaque triangle, et on trouve les centre de gravité G' et G''.                                                                                                   

  • On recherche G, or comme : notre avion a été découpé en deux triangles :

1) On connaît à présent leur centre de gravité G' et G''

2) On trace G milieu de [G'G''],et  centre de gravité de l'avion.

 

  • Pour vérifier l'exatitude de nos calculs et mesures, on regarde si les trois point alignés G',G et G", sont dans l'axe de symétrie de l'avion. Il s'avère que c'est le cas ici, on a, à présent notre centre de gravité, pour l'expérience qui va suivre.

 

Expérience n°2: on décale la masse de 8 cm vers l'avant de l'avion.

Observations : L'avion pique vers l'avant et s'écrase. Il n'est plus équilibré.

Expérience n°3 :On décale ensuite la masse de 8 cm vers l'arrière, par rapport à sa position de l'expérience n°1.

Observations:  l'avion se s'incline en arrière, puis s'écrase. Il est en déséquilibre.

 

Interprétation des expériences :

    Seul le placement de la masse dans l'expérience n°1, n'a pas affecté le vol de l'avion, la masse y était placée au centre de gravité de l'avion. Dans les deux autres expériences, nous avons décalé la masse soit vers l'avant soit vers l'arrière, et l'avion s'est écrasé. Nous en déduisons, qu'en déplaçant la masse, nous avons déplacé le centre de gravité de l'avion.

 

    On en conclut que lorsque les ailes ne sont plus au centre de gravité, l'avion n'est plus en équilibre et s'écrase.

 

 

Remarque : On peut vérifier notre conclusion car l'avion que nous avons utilisé était un avion acheté dans le commerce, et dont les ailes étaient déjà placées, donc comme la seule expérience qui a réussi est l'experience où la masse est placée au centre des ailes, mais aussi au centre de gravité, on en conclu que les ailes sont bien au centre de gravité de l'avion. 

 

    On retient de cette partie que les ailes sont placée au centre de gravité de l'avion.

Mais est ce toujours le cas ? C'est ce que nous allons voir dans la partie B qui suit.