Plus léger
Est-on moins lourd en avion ?
Niveau :
Lycée
Auteur :
FizziQ
A l'occasion d'un voyage en avion, on peut faire une expérience qui permet de vérifier que l'accélération de la pesanteur, g, est bien dépendante de l'altitude comme le prédite la théorie. Pour réaliser cette expérience, on utilise la mesure de l'accélération absolue d'un smartphone pour mesurer g avant le décollage et quand l'avion a atteint sa vitesse de croisière.
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L'activité proposée a pour objectif de mesurer l'accélération de la pesanteur à la surface du sol et à une hauteur de 10 000 mètres d'altituide qui est la hauteur habituelle de croisière pour les avions de ligne.
Protocole de l'activité :
1. Avant de monter dans l'avion, pose ton smartphone sur une table et enregistre pendant 10 secondes l'accélération absolue. Ajoute cette donnée à ton cahier d'expérience
2. Quelle est la moyenne de tes mesures ? A quoi correspond cette valeur ?
3. Quand l'avion a atteint son altitude de croisière, demande à une hotesse quelle est l'altitude atteinte par l'avion
4. Pose ton smartphone sur l'acoudoir et enregistre pendant 10 secondes l'accélération absolue
4. Quelle valeur obtiens-tu ? A quoi correspond cette valeur ? De combien diffère-t-elle par rapport à la mesure précédente ?
5. L'accélération de la pesanteur, g, est inversement propositionelle au carré de la distance au centre de la terre. Quel écart théorique devrais-tu obtenir pour la valeur g ?
6. Compare l'écart théorique et l'écart absolu de g. L'écart mesuré est-il conforme à la théorie ?
7. Si tu te pesais sur une balance dans l'avion, quel serait ton nouveau poids ?
Notes sur l'activité :
Notre poids dépend de notre masse et de l’accélération de l’apesanteur, g. Cette accélération est égale à g = G.M/r², avec G la constante gravitationnelle, M la masse de la terre, et r la distance au centre de la terre. A 10 000 mètres d'altitude, g est environ de 9,78 à comparer à la valeur au niveau de la mer en France qui est de 9,81. Si l’on se pèse sur une balance quand on est en avion, on devrait donc avoir un poids inférieur de 3% à celui que l’on a quand on est au sol.
Pour réaliser cette activité il faut faire les mesures quand l'avion est à son altitude de croisière et sans turbulences. Le mieux est de poser son smartphone sur l'acoudoir pendant la durée de la mesure. Une mesure de 10 secondes est en général suffisante pour avoir une précision de données suiffisantes. Dans FizziQ on peut consulter l'écart-type des données enregistrées en appuyant sur l'icône grahique colonne sur le graphique dans le cahier d'expérience.
