Sondage sur l'inertie en virage dans le vent...

Tout sur les voiles et la mécanique du vol, mais aussi les essais.

Le peson indique-t-il la même valeur au point A et au point B ?

Oui, il indique exactement la même valeur. Et c'est vrai quel que soit l'endroit du virage.
14
74%
Non, il n'indique pas la même valeur, ou alors c'est un coup de bol. En tous les cas ça varie au cours du virage.
5
26%
 
Nombre total de votes : 19

Re: Sondage sur l'inertie en virage dans le vent...

Messagepar Julien_de_Brumath » 24 Jan 2018, 22:18

@ Rouy :
Intéressant.
Effectivement, la norme du vecteur accélération sur une cycloïde semble être égale à 1.
Ce qui varie, c'est la répartition entre l'accélération tangentielle et l'accélération normale (assimilée à la force centrifuge), comme le montre la vidéo.

Appliqué à notre problème, cela voudrait dire qu'il y aurait des variations du genre "vases communicants" entre l'accélération normale ("force centrifuge") et l'accélération tangentielle (celle qui nous "colle au siège").
Ce que je me demande, c'est si la modélisation est la bonne. Je vais y réfléchir.
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Re: Sondage sur l'inertie en virage dans le vent...

Messagepar Paramoteur-FC » 25 Jan 2018, 00:10

Julien_de_Brumath a écrit:@ Paramoteur-FC :
Théoriquement, la fumée monte tout droit.
Mais ça n'a rien à voir avec un paramoteur en virage autour d'un ballon, l'ensemble étant soumis à un vent constant.
Pratiquement, tu n'obtiendra jamais des conditions de laboratoire et le moindre souffle va disperser la fumée.
(sans compter que tu vas exploser à cause des fuites de propane, il est interdit de fumer dans un ballon).
Pour te faire réfléchir un peu, voici des météorologues néerlandais qui ont monté un anémomètre sur un ballon : https://www.youtube.com/watch?v=yIuaHiz ... e=youtu.be

Pour le ballon : je n'ai pas besoin de réfléchir longtemps, mais tout simplement de lire correctement : il ne s'agit pas d'un anémomètre mais d'une expérience globale d'étude du déplacement des masses d'air en fonction des données émises par les GPS des ballons !!! (Des chercheurs du KNMI et de l'Université de Wageningen (Météorologie et Qualité de l'Air) ont testé une nouvelle méthode pour quantifier la vitesse du vent à partir des données de localisation des ballons à air chaud (sujet de thèse de Cisco de Bruijn). L'idée est que de nombreux pilotes de ballons commencent à utiliser une application spéciale Smartphone qui échange des données de localisation. Cela générera alors des mesures de vent précieuses de la partie inférieure de l'atmosphère.).

Pour le fumée : c'est même pas théorique c'est vérifié à chaque vol (il y en a qui fument a bord de montgolfières !) tu peux faire l'expérience avec de la rubalise ou autre matériau léger à ta convenance. Si il n'y a pas de vent dans la montgolfière donc aucune influence du vent extérieur, il en sera la même chose avec un objet volant a proximité.
Le seul moment ou il y du vent au niveau de la nacelle c'est dans le cas de gradient de vent par exemple prés du sol, hétérogénéitié du mileu qui ne nous intéresse pas dans l'étude en cours.

Merci Rouy pour ton explication pour laquelle il n'y a rien a redire
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Re: Sondage sur l'inertie en virage dans le vent...

Messagepar Julien_de_Brumath » 25 Jan 2018, 06:46

Oui, mais ils ont quand même monté un anémomètre sur un ballon, donc c'est qu'ils veulent mesurer quelque chose qui d'après toi n'existe pas ;)
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Re: Sondage sur l'inertie en virage dans le vent...

Messagepar Julien_de_Brumath » 25 Jan 2018, 07:02

Grâce aux discussions sur la dérivation de l'équation d'une cycloïde, je pense avoir bien avancé.
En fait tout le monde a raison. Je fais le point et je vais essayé de faire court :

  • Une modélisation du problème se trouve ici : http://lyc58-fr.ac-dijon.fr/ljr/cours/s ... vt2010.pdf
    L'application de la loi de composition des mouvements ne permets pas de conclure.
    Par contre, elle indique la sensibilité énorme du problème aux faibles variations de l'un ou l'autre des paramètres. On se resservira de ce point dans la conclusion sur le cas "montgolfière".
    Ça se voit dans le terme suivant, que vous n'avez pas besoin de comprendre pour la suite :
    Image


  • Le problème se résout plus simplement grâce à une équation paramétrique de cycloïde
    Important: Les résultats suivants sont valable pour une cycloïde du type roulement sans glissement, qui correspond au cas particulier où le vent est exactement égal à la vitesse air.
    Cela ne change pas les résultats, mais la prise en compte de cycloïdes avec glissement permettrait de quantifier les variations d'accélération en fonction de la vitesse du vent. Cela viendra.

    Image
    Avec un peu de calcul, on obtient l'équation paramétrique de l'accélération :
    Image
    La norme de l'accélération est constante. Le peson du premier post ne varie pas, je suis d'accord. J'avais donc tort. Il y a pourtant un "mais", voir plus loin.


  • Certes, la norme de l'accélération ne change pas, mais sa direction présente des particularités
    Contrairement à un mouvement circulaire, il y apparition d'une accélération dite "tangentielle".
    Le plus simple est de regarder cette vidéo :

    Mathématiquement, voilà l'expression paramétrique de l'accélération tangentielle et de l'accélération radiale :
    Image
    Ce qui peut se traduire par le graphique suivant :
    Image
    L'accélération radiale est assimilable à la "force centrifuge", qui donne du roulis à un paramoteur.
    L'accélération tangentielle est assimilable à l'accélération qu'on ressent dans une voiture au démarrage, elle nous colle au siège.


  • Interprétation pour le paramoteur
    Quand vous virez dans le vent en virage stabilisé (c'est-à-dire après plusieurs tours), l'accélération globale ressentie reste la même.
    Par contre, la direction de cette accélération varie : quand vous êtes dans partie du virage "allongée" dans le repère sol, vous subissez majoritairement une accélération qui vous colle au siège.
    Quand vous êtes dans la partie à faible rayon de courbure dans le repère sol, vous subissez majoritairement une accélération du type "centrifuge", qui va vous pousser sur le côté de la sellette.
    Ces accélérations sont sensibles par le pilote qui peut donc théoriquement "sentir" le vent en vol.
    Note 1 : au point de retournement, dans le modèle théorique de la cycloide sans glissement, le paramoteur se retourne instantanément, ce qui est naturellement faux dans la réalité.
    Il y a donc des variations brutales d'accélération à ce point là, qui seront sensible.
    Note 2 : Je prétends que la variation d'accélération radiale provoque un roulis d'intensité variable (sinusoïdale) sur un paramoteur, qui explique la nécessité qu'à ressenti tout pilote de faire varier le freinage au cours du virage.
    Ceci dit, sur ce point particulier, je renonce à convaincre.


  • Interprétation pour les mesures et la simulation
    Les variations que j'ai pu obtenir en simulation et sur la mesure sont liées aux variations expérimentales.
    C'est très intéressant.


  • Interprétation pour le peson
    Le truc que j'avais mal compris compris au début, c'est que l'une de ces accélérations compense très exactement l'autre.
    Ce qui fait que le peson de la photo du premier post va s'incliner sur son pivot (ma main) mais garder la même indication.
    Pour montrer ce que je voulais montrer, il faudrait deux pesons montés sur glissières : le premier placé dans le sens de la marche, le deuxième perpendiculairement.
    Pour l'instant, je n'ai pas pu conclure à partir des données de l'accéléromètre.


  • Interprétation pour la montgolfière
    Dans le cas particulier de la rotation d'un paramoteur autour du montgolfière, tout ce qui est dit au-dessus reste vrai.
    Théoriquement, la distance entre la montgolfière et le paramoteur reste constante.
    Dans la vraie vie, le système est extrêmement sensible à toute variation de l'un ou l'autre des paramètres.
    Comme ces variations existeront toujours, il est très difficile de maintenir un écartement constant sans piloter.

    N'hésitez pas à faire vos commentaires :hola:
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Re: Sondage sur l'inertie en virage dans le vent...

Messagepar pou » 25 Jan 2018, 07:53

Julien_de_Brumath a écrit:Oui, mais ils ont quand même monté un anémomètre sur un ballon, donc c'est qu'ils veulent mesurer quelque chose qui d'après toi n'existe pas ;)
On compare souvent l'air à l'écoulement d'un fluide.
Est ce qu'il n'y aurait pas, comme en voilier, un delta entre la vitesse de la mongolfière et la masse d'air.
En disant ça je me rends compte qu'il y a un troisième facteur pour le bateau qui est l'eau.
Ne pourrait il pas y en avoir un pour la montgolfière mais qui ne saute pas aux yeux?
A moins que mes suppositions tombent .................à l'eau !
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Re: Sondage sur l'inertie en virage dans le vent...

Messagepar Julien_de_Brumath » 25 Jan 2018, 08:20

Non je ne pense pas, il y a des phénomènes transitoires que les néerlandais veulent quantifier avec leur anémomètre, mais globalement un aérostat se déplace à la vitesse de la masse d'air.
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Re: Sondage sur l'inertie en virage dans le vent...

Messagepar lobs » 25 Jan 2018, 08:27

pou a écrit:A moins que mes suppositions tombent .................à l'eau !

Hello
Tout est relatif ! :D
Ca aura au moins eu l'interet de me faire decouvrir qqs lois physiques elementaires ! :D
Vu ou on en est rendu, c'est plus du bois, c'est du plomb !!!
Parrait qu'avec le plomb c'est facile de faire de l'or... si si !
Tchusssss
Lolo
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Re: Sondage sur l'inertie en virage dans le vent...

Messagepar Paramoteur-FC » 25 Jan 2018, 09:34

Julien_de_Brumath a écrit:Oui, mais ils ont quand même monté un anémomètre sur un ballon, donc c'est qu'ils veulent mesurer quelque chose qui d'après toi n'existe pas ;)

Un anémometre sur un ballon ???
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Re: Sondage sur l'inertie en virage dans le vent...

Messagepar Paramoteur-FC » 25 Jan 2018, 09:45

pou a écrit:On compare souvent l'air à l'écoulement d'un fluide.
Est ce qu'il n'y aurait pas, comme en voilier, un delta entre la vitesse de la mongolfière et la masse d'air.
En disant ça je me rends compte qu'il y a un troisième facteur pour le bateau qui est l'eau.
Ne pourrait il pas y en avoir un pour la montgolfière mais qui ne saute pas aux yeux?
A moins que mes suppositions tombent .................à l'eau !

Image
Le paramoteur et l'eau : Expérience simple a faire en gravant sa trajectoire dans l'eau ce qui permet de mieux ressentir le sens du vent le tout les yeux fermés bien sur :lol:
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Re: Sondage sur l'inertie en virage dans le vent...

Messagepar Julien_de_Brumath » 25 Jan 2018, 09:47

Regarde à 00:14 sur la vidéo :lol:

Il est écrit "a spécial anemometer was installed during flight".
Je te fais une copie d'écran ce soir si tu veux.

Ça va te couter cher en bière :)
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Re: Sondage sur l'inertie en virage dans le vent...

Messagepar Paramoteur-FC » 25 Jan 2018, 10:04

Julien_de_Brumath a écrit:Regarde à 00:14 sur la vidéo :lol:

Il est écrit "a spécial anemometer was installed during flight".
Je te fais une copie d'écran ce soir si tu veux.

Ça va te couter cher en bière :)

Le but de cette expérience étant la compilation des différentes données de localisation des ballons à air chaud par leur GPS
On voit effectivement un anémometre 3D en US qui leur permet d'avoir un complément d'info sur leur vitesse verticale et le gradient de vent , comme dit précédemment , en atmosphère non homogène car entre la nacelle et le ballon on a 10-20 m d'écart
Comme tu le dit on est dans du transitoire ( voir de l'hétérogène )
Mais la on est hors sujet
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Re: Sondage sur l'inertie en virage dans le vent...

Messagepar pou » 25 Jan 2018, 11:46

lobs a écrit:Parrait qu'avec le plomb c'est facile de faire de l'or... si si !
Tchusssss
Lolo
Ben l'uranium en perdant ses nucléons et ses neutrons devient du plomb.
Donc tu as surement raison manque seulement le mode d'emploi
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Re: Sondage sur l'inertie en virage dans le vent...

Messagepar Paramoteur-FC » 25 Jan 2018, 11:56

Julien_de_Brumath a écrit:Regarde à 00:14 sur la vidéo :lol:
Il est écrit "a spécial anemometer was installed during flight".
Je te fais une copie d'écran ce soir si tu veux.
Ça va te couter cher en bière :)


Une rapide recherche sur la toile m'a permi de conforter mes dires :
Afin de valider l'utilisation de la montgolfière comme indicateur fiable de vent ils ont monté un anémometre de labo pour connaitre l'inertie de la montgolfière par rapport a des changement rapide de vent. On est bien en effet transitoire. En situation stable le vent est strictement nul a bord du ballon ...
https://journals.ametsoc.org/doi/pdf/10.1175/WAF-D-16-0028.1
Un dossier en plomb ;)
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Re: Sondage sur l'inertie en virage dans le vent...

Messagepar rouy » 25 Jan 2018, 11:59

pou a écrit:Je n'arrive pas à suivre mais je suis admiratif des personnes qui vont au bout de leur question.
Pourquoi dans un virage à vitesse, inclinaison et rayon de virage constants tu parles de vitesse paramoteur
en positif et négatif (+50 à -50km/h) ?
Est ce le fait de revenir en arrière dans le demi cercle face ou dos au vent?

Je n'ai pas de base mathematique donc pour moi néophyte je n'arrive pas à me representer ce que sont ces 50km/h négatifs.
Par rapport à quoi puisque l'on est dans une masse d'air calme.
Si tu veux dire que c'est par rapport au sol pourquoi négatif ou positif selon le sens et par rapport à quoi.

Si tu trouves que l'explication risque d'être trop ardue, ne te casse pas la tête je dormirai quand même ce soir ;-)

Salut Pou, aucun problème c'est très simple à comprendre, bien plus que notre discussion privée sur l'autorotation d'un rotor d'hélico avec la minuscule composante qui accélère le rotor en chute dans la zone anti-autorotative. ;)

D'une manière générale tu as raison, la notion de vitesse est liée à une valeur positive.
Néanmoins, dans mon explication nous avons pris un repère. Prends une feuille A4 devant toi et trace un axe X dirigé vers le haut de ta feuille A4 et un axe Y perpendiculaire à l'axe X et dirigé vers la gauche par exemple de ta feuille A4.
Voilà tu as un repère, avec zéro au milieu, là ou tes 2 axes se croisent.

Quand je parle de -50 km/h c'est parce que nous avons décidé arbitrairement de mettre une flèche sur X vers le haut. C'est simplement une norme, une convention si tu veux. Par conséquent on peut projeter la trajectoire du paramotoriste effectuant des cercles parfaits sans vent sur X.
Quand il va vers X positif on met un signe + et quand il va vers X négatif on met un -.
Bien sûr que la norme (la valeur absolue) de la vitesse est toujours positive mais là on parle de vecteur vitesse, pas de vitesse.
Le vecteur vitesse est composé d'une norme (ce que tu entends intuitivement par vitesse), une direction (l'angle que fait le vecteur par rapport à un repère (X et Y par exemple)) et un sens (la petite flèche au bout).

Si ce n'est pas clair on passe en privé et je te fais un schéma. ;)

Julien_de_Brumath a écrit:@ Rouy :
J'ai lu avec attention ton exposé, merci.
Tu prends deux points extrêmes, et tu postules que les grandeurs physiques sont linéaires entre les deux.

Non, je prends 2 exemples et montre que le résultat est identique. Il est identique pour toute vitesse considérée non relativiste et suffisamment faible pour considérer que nous sommes dans un plan sans gradient de gravité par rapport à la Terre (qui est ronde et son "plan" également si l'on veut être cohérent).

Julien_de_Brumath a écrit:Je crains que tu ne doives vraiment essayer de lire et de comprendre ceci : https://fr.wikipedia.org/wiki/Compositi ... mouvements

J'ai lu ton lien et le comprends parfaitement, 1ere année post-bac de la mécanique du solide. Je ne vois pas où il est en contradiction avec mon explication (simplifiée pour que tout le monde puisse suivre) ?

Julien_de_Brumath a écrit:JEdit : à la relecture, c'est ce que tu disais. Je regarde ça de près...

A priori tu sembles en accord finalement ? :)

Julien_de_Brumath a écrit:@ Rouy :
Intéressant.
Effectivement, la norme du vecteur accélération sur une cycloïde semble être égale à 1.
Ce qui varie, c'est la répartition entre l'accélération tangentielle et l'accélération normale (assimilée à la force centrifuge), comme le montre la vidéo.

Appliqué à notre problème, cela voudrait dire qu'il y aurait des variations du genre "vases communicants" entre l'accélération normale ("force centrifuge") et l'accélération tangentielle (celle qui nous "colle au siège").
Ce que je me demande, c'est si la modélisation est la bonne. Je vais y réfléchir.

Attention, la seule accélération "réelle", n'est que celle représentée par le vecteur accélération. Toutes les composantes qui en dérivent (et j'insiste sur ça, ce sont les composantes qui en découlent et non l'inverse) ne sont qu'une convention lié à un repère choisi arbitrairement et destinée à une compréhension physique à l'aide d'outils mathématiques.
On peut trouver autant de composantes que l'on souhaite, le principal est de vérifier qu'en les sommant vectoriellement on retombe bien sur la seule accélération "réelle". ;)
Ta vidéo est parfaite pour le comprendre.

Julien_de_Brumath a écrit:Oui, mais ils ont quand même monté un anémomètre sur un ballon, donc c'est qu'ils veulent mesurer quelque chose qui d'après toi n'existe pas ;)

Comme le dit Paramoteur-FC, dès qu'il y a des gradients il y a mesure de vitesse entre la montgolfière et l'air car la montgolfière possède une inertie non nulle (car une masse non nulle).
Si la montgolfière ne pesait rien, elle serait instantanément à la vitesse de l'air dès le décollage et à chaque variation de vent (ce qui n'est pas le cas en vrai).

Julien_de_Brumath a écrit:[*]Certes, la norme de l'accélération ne change pas, mais sa direction présente des particularités
Contrairement à un mouvement circulaire, il y apparition d'une accélération dite "tangentielle".
Le plus simple est de regarder cette vidéo :

Mathématiquement, voilà l'expression paramétrique de l'accélération tangentielle et de l'accélération radiale :
Image
Ce qui peut se traduire par le graphique suivant :
Image
L'accélération radiale est assimilable à la "force centrifuge", qui donne du roulis à un paramoteur.
L'accélération tangentielle est assimilable à l'accélération qu'on ressent dans une voiture au démarrage, elle nous colle au siège.

[*]Interprétation pour le paramoteur
Quand vous virez dans le vent en virage stabilisé (c'est-à-dire après plusieurs tours), l'accélération globale ressentie reste la même.
Par contre, la direction de cette accélération varie : quand vous êtes dans partie du virage "allongée" dans le repère sol, vous subissez majoritairement une accélération qui vous colle au siège.
Quand vous êtes dans la partie à faible rayon de courbure dans le repère sol, vous subissez majoritairement une accélération du type "centrifuge", qui va vous pousser sur le côté de la sellette.
Ces accélérations sont sensibles par le pilote qui peut donc théoriquement "sentir" le vent en vol.

Non. Tu fais erreur. Ta vidéo est parfaite car on peut tout expliquer parfaitement.
Il n'y a pas de composantes d'accélération. Cela n'existe que mathématiquement et LIE AU REPERE CHOISI.
Le vecteur bleu ciel est toujours orienté vers l'axe, c'est un choix lié au repère. Tu peux composer une accélération en autant de composantes que tu le souhaites avec autant de repères que tu le souhaites, ce n'est qu'une interprétation mathématique de la nature.
Tu le dis toi-même "l'accélération globale ressentie reste la même". Tu ne peux pas voir autre chose en y mettant des pesons sur glissières, cela ne changera rien, il faut que tu en sois convaincu.

Il faut également que tu sois convaincu du fait que l'accélération subie par un corps dépend directement de la trajectoire qu'il effectue par rapport à tout objet massique à proximité (la Terre dans notre cas). On parle de champ de gravitation.
En tout point de l'espace, il existe un ensemble de forces de portée infinie qui sont toutes les composantes de la déformation de l'espace temps de tous les objets ayant une masse partout dans l'espace. Cette phrase est une généralisation de ton problème, tu devrais laisser tomber la mécanique Newtonienne tu y verrais beaucoup plus clair à terme. Si tu le souhaites on peut passer en privé pour approfondir. ;)

Julien_de_Brumath a écrit:Note 1 : au point de retournement, dans le modèle théorique de la cycloide sans glissement, le paramoteur se retourne instantanément, ce qui est naturellement faux dans la réalité.
Il y a donc des variations brutales d'accélération à ce point là, qui seront sensible.

Non ! Le paramoteur ne se retourne pas instantanément, c'est un effet d'optique lié au repère choisi. Il suffit de décomposer les accélérations sur un plan en X et Y et tu verras que tout est homogène et constant.
Dans ta vidéo, quelle est la position du paramoteur au moment ou il passe sur l'axe des abscisses ?
Dessine la position d'un paramotoriste avec sa voile qui centrifuge fortement (totalement dans un plan horizontal pour simplifier) et tu y verras tout de suite plus clair sur le fait qu'il ne se retourne pas immédiatement.
Surtout fait-le sur une feuille de papier avant même de répondre ici.

Julien_de_Brumath a écrit:Note 2 : Je prétends que la variation d'accélération radiale provoque un roulis d'intensité variable (sinusoïdale) sur un paramoteur, qui explique la nécessité qu'à ressenti tout pilote de faire varier le freinage au cours du virage.
Ceci dit, sur ce point particulier, je renonce à convaincre.

Non, cf plus haut.

Julien_de_Brumath a écrit:[*]Interprétation pour le peson
Le truc que j'avais mal compris compris au début, c'est que l'une de ces accélérations compense très exactement l'autre.
Ce qui fait que le peson de la photo du premier post va s'incliner sur son pivot (ma main) mais garder la même indication.
Pour montrer ce que je voulais montrer, il faudrait deux pesons montés sur glissières : le premier placé dans le sens de la marche, le deuxième perpendiculairement.
Pour l'instant, je n'ai pas pu conclure à partir des données de l'accéléromètre.

Non, cf plus haut.

pou a écrit:
Julien_de_Brumath a écrit:Oui, mais ils ont quand même monté un anémomètre sur un ballon, donc c'est qu'ils veulent mesurer quelque chose qui d'après toi n'existe pas ;)
On compare souvent l'air à l'écoulement d'un fluide.
Est ce qu'il n'y aurait pas, comme en voilier, un delta entre la vitesse de la mongolfière et la masse d'air.
En disant ça je me rends compte qu'il y a un troisième facteur pour le bateau qui est l'eau.
Ne pourrait il pas y en avoir un pour la montgolfière mais qui ne saute pas aux yeux?
A moins que mes suppositions tombent .................à l'eau !

Non, pas de delta de vitesse sinon c'est que l'on consomme de l'énergie quelque part pour avancer ou reculer par rapport à l'air et la montgolfière n'en possède que pour monter ou descendre. ;)
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Re: Sondage sur l'inertie en virage dans le vent...

Messagepar Julien_de_Brumath » 25 Jan 2018, 13:33

Je suis toujours pas convaincu par ton premier message qui me paraît au mieux mal expliqué.
Mais bon, il a eu l'avantage de me mettre sur la voie.

Quoi qu'il en soit, ton deuxième message basé sur la vidéo dont j'ai affiché le lien m'a convaincu.
J'avais mal interprété la position (le cap) du paramoteur le long de la cycloide.

Comme tu le dis très justement, la mécanique newtonienne est plus un problème qu'une solution dans ce cas.

Donc, il n'est théoriquement pas possible de percevoir le vent en virage.
Il n'y a que les imbéciles qui ne changent pas d'avis.

Il me reste l'argument que je me refusais à utiliser jusqu'à ce que la question théorique soit élucidée.
On n'est jamais dans les conditions théoriques.
Il y a toujours un paramètre qui varie. Par exemple, en théorie vous pouvez faire tenir une balle de ping-pong sur la pointe d'un clou. En pratique, c'est impossible.
Ces interferences inevitables influeront le vol, notamment selon la relation barbare issue de la loi de composition des accélérations (voir plus haut).
Je prétends que les effets produits peuvent être interprétés intuitivement par le corps humain, voire par mon accéléromètre, pour déterminer le sens du vent.

Pour info, le fabricant du TracerXC travaille sur ce sujet.
Au moins, je me suis bien amusé.
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Julien_de_Brumath
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