ÉTUDE D'UN COURANT D'AIR

47. Répartition des vitesses. — Montage. — Placer un ventilateur électrique sur le bord d'une table et y placer aussi un tabouret {h=: 55""), sous lequel une planchette de bois

(2o""x la'^x i"",8) est suspendue par des pitons. Fixer un miroir plan (ia'^''x la"") sur la planchette, avec deux bracelets de caoutchouc, et orienter l'axe d'oscillation du miroir parallèlement à l'axe de rotation du ventilateur.

Lignes de flux. — Explorer le courant d'air à l'aide d'un ruban très souple (faveur; l^z 5'") fixé àunfildefer{f ^ 20™)etchcrrher la direction de la vitesse en diiTérents points d'un plan méridien dans le voisinage du ventilateur. On reportera les indications obtenues sur un dessin (échelle i) et l'on tracera les bgnesde flu^.

Vitesse. — Préparer une torche en chiffons (/=^ i5""; d := 2'"l, l'allumer, puis l'éteindre de manière à conserver une extrémité incandescente. Un aide approche lentement la torche du ventilateur, et les ailettes en détachent des parcelles incandescentes. Chacune de ces parcelles semble tracer un trait de feu et l'on en

MOUVEMENTS DES FLUIDES. l^{f

regarde l'image dans le miroir mobile. On fait osciller ce miroir et l'on règle l'ampliiude de l'oscillation, ou l'éloignement du miroir, de manière que l'image du Irait de feu paraisse inclinée à 45 degrés. Mesurant alors la période d'oscillation du miroir et la distancc à la trajectoire des particules incandescentes, on pourra calculer la vitesse linéaire de ces particules.

— Oq cherchera dans le courant d'air la région d* vitesse raaaima et l'on étudiera les variations de celle vitesse en fonction de la vitesse de rotalion du moteur.

48. Résistance de l'air. — Expériences qualitatives : Expérience du tube de Newton : Tube de verre (D = 3™; e=;o*", 2) fermé par des bouchons el dans lequel on fait le vide avec la trompe à eau. — Ballon contenant des objets légers et abandonné à lui-même. — Pièce de monnaie et rondelle de papier qu'on laisse tomber ensemble, en les superposant ou non. — Feuilles de papier identiques dont l'une est roulée en boule et qu'on laisse tomber ensemble (3, 35).

49. Existence d'une vitesse limite. — Expériences qualitatives. — Gonfler une bulle de savon avec du gaz d'éclairage el la laisser monter ; son mouvement devient bientôt uniforme, avec un balancement périodique.

On produit un phénomène absolument semblable en laissant tomber des gouttes d'eau dans une éprouvetle ou dans un tube de verre plein de pétrole. La chute est tr«s lente, en raison de la presque égalité des densités; et les gouttes qui s'écrasent sous l'action de la résistance du liquide ambiant tombent bientôt en mouvement uniforme avec un balancement périodique (8, 87).

Mesure de la vitesse limite. — Laisser tomber un ballon sphérique en celluloïd (jouet) sur le sol en mesurant la hauteur de chute et la hauteur à laquelle le ballon rebondit. Faire croître d'abord la hauteur de chute jusqu'à 1" ou a™, puis augmenter beaucoup celte hauteur en s'élevant progressivement dans un escalier. On constatera que l'on obtient très rapidement une limite pour la hauteur à laquelle le ballon rebondit — et par conséquent aussi pour la vitesse même de ce mobile.

On calculera celte vitesse limite en négligeant la résistance de l'air pendant que le ballon remonte. Y a-t-il lieu de faire une correction pour tenir compte de celte résistance, supposée proportionnelle au carré de la vitesse?(87).

D,g,t7cdb/GOOgIC