Le déplacement d'un sous-marin

Résumé du document

TPE sur le déplacement d'un sous-marin. Comment un sous-marin peut-il se déplacer dans l'eau ? Ce travail contient trois expériences accompagnées de leur études, une étude de forces appliquée au système sous-marin, un exemple sur l'équilibrage de celui-ci ainsi que de nombreux schémas et illustrations. Ce TPE convient au programme de mathématiques et de physique du niveau première S et fournit des connaissances sur les sous-marins.

Extraits

[...] Un récit du XII eme siècle raconte qu'Alexandre le Grand, en 332 avant JC, se fit enfermer dans un tonneau avec des hublots immergé pour observer la vie sous-marine. Léonard de Vinci dessina les plans d'un navire de guerre type sous-marin en 1500. La première plongée d'un sous-marin, à peu près certaine, date de 1624, dans la Tamise, par Cornélius Drebbel. Il faut attendre 1775, pour l'invention du premier vrai sous-marin : Turtle, entièrement en bois, par l'américain David Bushnell. Pour avancer, le pilote, seul à bord, faisait tourner une manivelle actionnant une hélice. [...]

[...] Le poids du flacon diminue petit à petit. T>X : la poussée étant plus élevée que le poids, le flacon remonte jusqu'à la surface. Le flacon joue le rôle d'un ballast, c'est lui qui modifie la flottabilité du sous-marin. Quand le sous-marin est plus lourd que la masse d'eau qu'il déplace (la poussée), sa flottabilité est négative: il coule (c'est l'immersion). Quand le ballast se vide, le sous-marin redevient plus léger que la masse d'eau déplacée, sa flottabilité redevient positive, il remonte en surface et émerge. [...]

[...] (Moteur diesel inventé en 1897, consomme du gazole, carburant qui à l'inverse de l'essence, ne dégage pas de vapeurs explosives. A partir de 1950, la combinaison la plus moderne fait appel à l'énergie atomique : un cœur nucléaire situé dans un compartiment complètement séparé fournit de la vapeur, laquelle est conduite à une turbine. Cette turbine entraîne en permanence une génératrice électrique. Le courant produit alimente le moteur de propulsion. Tous les sous-marins nucléaires possèdent en outre une source d'énergie secondaire composée de l'ensemble moteur diesel, génératrice et accumulateurs. Les hélices Comment l'hélice peut-elle faire avancer le sous-marin ? [...]

[...] La membrane est donc tendue. L'adaptation du sous-marin ne doit pas seulement se faire par une augmentation de l'épaisseur de la coque avec la profondeur, la forme de la coque entre aussi en jeu. Nous pouvons voir ci-dessus que pour une force égale l'un conserve sa forme initiale tandis que l'autre se brise. En effet dans le cas la force se repartit ce qui n'est pas le cas du deuxième. Le sous-marin en plus d'augmenter l'épaisseur de sa coque avec la profondeur, se doit d'avoir la forme de sa coque adaptée, pour une meilleure résistance à la pression. [...]

[...] A : le résultat est que les pales créent un mouvement. A : le résultat est que les pales ne créent aucun mouvement. Protocole : Un poids de 100g au bout d'un fil fait tourner un axe sur lequel est fixé une hélice dont les pâles sont orientables. A : Observation : L'hélice n'avance pas. Le poids tombe rapidement, les pâles exercent très peu de frottements. A : Observation : Les frottements sont inclinés donc hélice avance. A : Observation : Les pâles exercent des frottements verticaux avec l'aire. [...]