La mécanique des fluides

Traînée, portance et flottaison : comment l'air et l'eau freinent ou portent le sportif.

Le programme, thème par thème

Le poids de chaque thème suit celui que lui donne l'examen.

Traînée : de quoi s'agit-il ?
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Force de résistance d'un fluide : Fd = ½ × ρ × Cd × A × v².
Elle dépend de la surface frontale et du carré de la vitesse.
Dans un peloton, pourquoi les coureurs se relaient-ils en tête ?
- La tête affronte l'air, ceux qui suivent s'abritent
- La tête est la place la plus abritée du vent
- Rouler en tête demande moins de puissance
- Le règlement oblige chacun à mener à son tour
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La tête affronte l'air, ceux qui suivent s'abritent
L'aspiration réduit fortement la traînée de ceux qui suivent : se relayer partage l'effort de la tête, le plus coûteux.
Surface frontale : de quoi s'agit-il ?
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Surface que le corps présente face au fluide.
Se baisser sur le vélo la réduit.
Pourquoi la traînée de l'eau freine-t-elle bien plus que celle de l'air ?
- L'eau est environ 800 fois plus visqueuse que l'air
- L'eau est environ 800 fois plus dense que l'air
- La poussée d'Archimède freine le nageur
- Le nageur va plus vite qu'un coureur à pied
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L'eau est environ 800 fois plus dense que l'air
Fd = ½ × ρ × Cd × A × v² : la traînée est proportionnelle à la masse volumique ρ, environ 1 000 kg/m³ pour l'eau contre 1,2 pour l'air. L'eau n'est qu'environ 55 fois plus visqueuse que l'air.