Grand oral avion ce qui permet vraiment à ces machines de voler ?
Publié le 05/06/2025
Extrait du document
«
Grand oral :
into :
acroche(à choisir) :
- Chaque jour, plus de 100 000 vols ont lieu dans le monde.
Mais très peu de gens savent
vraiment ce qui permet à un avion de voler.
Aujourd’hui, je vous propose de le découvrir.
- le nom Avion est l’acronyme d'appareil volant imitant l’oiseau naturel
- À chaque seconde, plus de 10 avions décollent quelque part dans le monde.
Pourtant, peu
de gens savent ce qui les maintient dans les airs.
- Plus de 4 milliards de passagers prennent l’avion chaque année.
Mais combien pourraient
expliquer ce qui permet vraiment à ces machines de voler ?
2 mvt :
-vent
-déplacement de l’avion
pb : Quels sont les phénomènes physiques qui permettent à l'avion de voler ?
Comment volent les avions ?
Plan :
I-les forces qui s’appliquent à un avion
a) Poids
b) Poussé
c) trainée
d) Portance
II-Portance :
a) Principe de Bernoulli
b) Loi de Newton
III-Le vol
a) vol stable
b) Décollage
c) Atterrissage
Conclusion
I - Les 4 forces s’appliquent à l’avion
Pour qu’un avion vole, il doit constamment équilibrer quatre forces :
Imaginez un avion suspendu dans le ciel, comme tenu par des fils invisibles.
Ce sont en
réalité 4 forces qui s’équilibrent parfaitement.
1
A) Le poids
Le poids est la force qui attire l’avion vers le sol.
Elle dépend de la masse de l’avion et de la gravité :
P = m × g
Il agit vers le bas, toujours dirigé vers le centre de la Terre.
Le centre de gravité de l’avion est crucial : mal positionné, il peut rendre l’appareil instable,
voire provoquer un crash.
B)La portance
C’est la force qui permet à l’avion de rester en l’air.
Elle est générée principalement par les ailes, et agit vers le haut, perpendiculairement au
flux d’air.
Nous aborderons plus en détail cette notion dans la partie suivante
C) La traînée
La traînée, c’est la résistance de l’air, une force qui ralentit l’avion.
Elle agit vers l’arrière, comme quand on sort la main par la fenêtre en voiture.
Elle dépend de :
- la forme de l’avion (plus il est aérodynamique(=a une forme optimisée pour traverser
l’air en créant le moins de résistance possible.), moins il y a de traînée),
-
la vitesse,
2
-
la densité de l’air,
-
de la portance elle-même ( traînée induite).
D) La poussée
La poussée est la force produite par les moteurs pour faire avancer l’avion.
Elle agit vers l’avant, en opposition à la traînée.
II - La portance :
force de l’air : Proportionnel à la surface de l'avion
>ailes pour augmenter cette surface
+ surface grande, + forces air en mvt forte
2 moyens de créer de la portance :
- incliner les ailes par rapport au fuselage (avion de voltige (pour pouvoir voler à l’envers))
>-l'aile dévie l'air vers le bas pour créer la portance
- forme de l’aile (plupart des avions de ligne, car + économique)
cas de l’aile à forme bombé :
La portance est la force qui s’exerce vers le haut lorsque les ailes de l’avion se déplacent
dans l’air.
Le mouvement vers l’avant produit une légère différence de pression entre les
surfaces supérieures et inférieures des ailes.
A) Principe de Bernoulli
On prend une aile d’avion vue de côté.
On peut observer le phénomène grâce à des expériences en soufflerie
3
Sa face supérieure est bombée (extrados), et sa face inférieure est plutôt plate (intrados).
Quand l’air arrive sur cette aile, il se divise en deux flux."
- L’air qui passe au-dessus de l’aile va plus vite
-
L’air en dessous va plus lentement.
D’après le principe de Bernoulli :
Plus un fluide va vite, plus sa pression diminue.
Donc :
● Pression plus faible au-dessus (moins de collisions de molécules de l’air)
● Pression plus forte en dessous (plus de collisions de molécules de l’air)
> Résultat : une force de pression vers le haut :la portance
formule : v²/2 + gz + p/ρ = constante
(Énergie mécanique du fluide conservée : énergie cinétique + potentielle + pression)
Mais cette explication ne suffit pas à tout expliquer.
Regardons ce que dit Newton.
B) Lois de Newton
a) 1ʳᵉ loi de Newton
b) 2ᵉ loi de Newton
l’air arrive avec une vitesse // au sol
>ressort avec une vitesse légèrement dirigée vers le bas
- par au-dessus: dévié en épousant le profil de l’aile
- par en dessous doit contourner l’aile
2ème loi de Newton : l’air a nécessairement subi une force
>force exercé par l’aile
3ème....
»
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