Nos expériences

• Mouvement de l’air autour de la formule 1 :

Nous avons réalisé une série d’expérience en utilisant une maquette de formule 1 que nous avons exposée à un fluide en mouvement. Notre but était de réaliser une mini-soufflerie.

Pour matérialiser le fluide nous avons utilisé de la fumée et nous nous sommes placés sur un fond noir afin qu’elle soit bien apparente. Dans ce cadre, les dépressions ne seront pas visibles car l’air sera toujours présent. La voiture est statique et le fluide est en mouvement.

Le déflecteur : 

La roue : on observe que la fumée vient buter contre la roue et qu’elle n’arrive pas à atteindre le derrière de celle-ci. Nous avons donc mis en évidence la dépression derrière la roue.

Le diffuseur : on voit bien que le fluide sort du diffuseur de manière laminaire. De plus, on voit que la fumée qui sort de dessous la formule 1 va plus vite que la fumée autour de celle-ci. Cela confirme le fait que le diffuseur accélère l’aire qui passe sous la formule 1 .

L’aileron arrière : on voit que la fumée se dirige vers le haut de manière prolongée. La relation entre la traînée et la déportance est donc mise en avant :

En rouge la traînée et en vert la déportance.

La prise d’air sur le côté de la formule 1 : on voit que l’air est réinjectée sous la voiture dans le but d’augmenter l’effet de sol.

• Expérience sur le principe de Bernoulli

Nous avons réalisé cette expérience dans le but de mettre en évidence le principe de Bernoulli. Un sèche cheveux dirigé vers le haut envoie de l’air à travers un tube en papier qui permet de donner à l’air un écoulement laminaire.

On place la balle de ping pong dans le flux d’air du sèche cheveux. On observe que la balle reste dans l’axe du sèche cheveux sans tomber par terre. Lorsqu’on rapproche un cylindre en papier du sommet de la balle, on remarque que cette dernière le traverse rapidement. En effet, plus le cylindre est près de la balle, plus le chemin utilisé par l’air pour passer dans le cylindre est petit. L’air accélère jusqu’à ce que la dépression formée dans le cylindre soit suffisamment importante pour faire monter la balle.

Lorsqu’on penche le sèche cheveux, la balle reste encore une fois dans l’axe du sèche cheveux. En effet l’air s’écoule comme tel autour de la balle :

Lorsque la balle commence à sortir de l’axe, l’écoulement de l’air autour de cette dernière change :

On retrouve alors le même principe que sur l’aileron de la formule 1, l’air du sèche cheveux qui passe sur la gauche est plus rapide que l’air ambiant à droite (qui a une vitesse plus faible). Une dépression se forme (à gauche dans ce cas ci) et la balle revient dans l’axe. Ainsi la balle est constamment « attirée » au centre du flux d’air, ceci même lorsque le sèche cheveux est penché.

Cette expérience illustre de deux façons différentes les forces du principe de Bernoulli qui permettent à la formule 1 d’être collée à la piste.