I) L'aura de force véloce

Flash possède une aura de force véloce qui le protège des frottements de l'air qu'il subit lorsqu'il se déplace à la vitesse de la lumière.

Quelle résistance va devoir fournir l'aura pour protéger Flash de tout frottement exercé par l'air?

Cette résistance va être égale à la force de frottement que l'air exerce sur le superhéros.On va supposer que cette aura de force véloce possède une forme parfaitement aérodynamique: ainsi les frottements de l'air sont minimaux et on peut donc parler d'une force de frottement fluide et non visqueux.

Schéma des forces mises en jeu


 

 

 

 

Calcul

  • Formule de Stokes

    \vec{F}=-6\pi \mu r \vec{v}

Donc F= 6πμrv avec F la valeur de la force de frottement fluide

v la vitesse de la sphère (en m/s)

r le rayon de la sphère (en m)

μ la viscosité du fluide (en Pa.s)

  • Données

    -La vitesse de la sphère est la même que celle à laquelle va Flash.  Or, Flash va à la vitesse de la lumière (c). Donc v = c = 299 792 458 m/s

    -Viscosité de l'air: à 0ºC μ= 17,1.10^-6 Pa.s 

    à 50ºC μ= 19,4.10^-6 Pa.s

               Donc à 25ºC μ= 18,3.10^-6 Pa.s

    -Soit le rayon de la sphère r = 1,50 m afin que Flash puisse bouger librement à l'intérieur de sa sphère.

  • Calcul

    F= 6π*18,3.10^-6 *1,50 *299 792 458

    Soit F=1,6.10^5 N

  • La résistance exercée par la sphère pour compenser la force de frottement fluide doit avoir la même valeur que celle-ci.

     Donc R=F=1,6.10^5 N

 

Masse correspondante

Mais, à quoi correspondent ces valeurs dans la vie quotidienne?

Pour avoir une idée plus claire de la magnitude de la résistance que doit exercer cette sphère pour protéger Flash des frottements de l'air lorsqu'il se déplace à la vitesse de la lumière nous allons calculer la masse (en kg) à laquelle correspond la valeur trouvée antérieurement.

On a P= m.g soit m= P/g 

soit m=(1,6.10^5)/9,81

soit m= 16.10^3 kg c'est-à-dire m=16 tonnes


La masse correspondant à la force exercée par la sphère est de 16 tonnes.


Conclusion

Flash se déplace à la vitesse de la lumière. Pour pouvoir réaliser cet exploit -ce qui de nos jours est impossible- il doit avant tout être protégé des frottements exercés par l'air. Ceux-ci exercent une force de 1,6.10^5 Newton sur Flash. Mais le superhéros est entouré d'une aura de force véloce dès les premiers numéros. La résistance que celle-ci doit exercer pour protéger Flash de la force de frottement fluide va donc aussi être de 1,6.10^5 N. Cette force correspond à une masse de 16 tonnes. C'est-à-dire que la sphère de Flash pourrait supporter un autobus à deux étages plein de passagers sans se déformer! Il n'existe pas de nos jours un matériel qui en plus de supporter une telle masse soit léger et encore moins une sphère qui soit parfaitement aérodynamique...

 


 

 

 

Page suivante

19 votes. Moyenne 4.58 sur 5.

Créer un site gratuit avec e-monsite - Signaler un contenu illicite sur ce site