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Ceci est un jet pack propulsé à l'eau... et non, ce n'est pas moi qui est en train de le piloter. Ça c'est moi.
C'est plus dur que ça en a l'air, ok? Pour comprendre comment ça fonctionne, il va d'abord falloir parler un peu de «fusée».
La fusée est l'un des concept les plus compliqués dans le monde, mais le principe
de base est incroyablement simple. Ce n'est que 3ème loi de Newton -- toutes forces viennent en paires,
égales et opposées.
Pour le démontrer, je vais utiliser un extincteur sur une planche à roulettes. L'expulsion de
dioxyde de carbone à l'embout de l'extincteur créé une force sur moi vers l'avant qui me fait
accélérer.
Ouais, bien en théorie.
Si vous regardez attentivement, vous pouvez remarquer le moment exact où je réalise que c'est un gros échec.
Alors, c'est quoi le problème? Bien, la force appliquée sur moi par l'expulsion de dioxyde de carbone est égale
au taux de masse éjectée à l'arrière de l'extincteur, ou m-point pour faire court,
multiplié par la vitesse du gaz d'échappement. Ça veut donc dire que dans mon cas, le dioxyde de carbone n'était pas
éjecté assez rapidement pour créer une force assez grande et surmonter les petites forces de friction
et ainsi me faire accélérer. Mais ce n'est pas impossible et ça l'a déjà été démontré plusieurs fois sur Youtube.
Quand une navette spatiale décolle, les gaz à la sortie d'échappement atteignent des vitesse de 3 à 4 km/s, éjectant
une masse de 9000 kg/s. Cela crée une propulsion égale à 30,000,000 N ou bien l'équivalent
d'approximativement 2 millions d'extincteur décents.
Imaginez que vous êtes un astronaute qui se prépare au décollage dans un navette spatiale. Vous seriez
non pas assis verticalement, mais horizontalement, perpendiculairement à l'accélération.
Parce que le cors humain est un peu comme un ballon d'eau, où l'eau représente
le sang et le ballon représente les parties solides comme le squelette.
Si vous accélérer vers le haut vraiment rapidement, votre squelette sera accéléré vers le haut,
mais votre sang aura tendance à rester où il est. Cela a pour effet de pousser le sang vers les pieds.
Sans assez d'oxygène passant par le cerveau, vous tomberiez sans
connaissance.
Cependant, les pilotes de chasse font face à un sort sans doute pire quand ils accélèrent vers le bas trop rapidement, parce qu'alors
tout leur sang se précipite vers leur tête et ils souffrent alors de ce qu'on appelle un «red-out»,
ce qui cause le sang de sortir par leurs yeux, nez, bouche et oreilles.
Mais retournons aux astronautes, puisque vous êtes inclinés, au pire le sang poussé vers l'arrière
de votre corps et de votre tête et votre cerveau aura toujours assez d'oxygène pour
rester conscient.
Lorsque la navette spatiale décolle et commence à prendre de la vitesse, l'accélération est
au départ assez raisonnable, cinq à huit mètres par seconde carrée - c'est moins d'accélération
qu'un objet en chute libre ici à la surface de la Terre. Cependant, plus la navette
épuise son carburant, plus ça masse diminue, alors que la propulse reste essentiellement constante. La deuxième
loi de Newton nous dit que l'accélération d'un objet égale à la force nette appliquée sur celui-ci,
puis divisé par sa masse. Alors, plus la masse diminue, plus l'accélération augmente -- et à un taux qui
lui-même augmente. Tellement que après avoir brulé le combustible, la propulsion doit
en fait limitée pour empêcher l'accélération de dépasser les trois g -- c'est
l'équivalent de trois fois l'accélération causée par la gravité, en d'autres mots, environ 30 mètres par seconde carrée.
Le terme de force «g» à été inventé pour donner un sens à la quantité de force ressentie
par les astronautes, en multiples de la force que nous ressentons tous les jours. En ce moment, vous ressentez
une force de un g, probablement sur votre derrière si vous êtes assis -- pouvez vous la ressentir?
Cependant, en accélérant à trois g, vous ressentiriez alors trois g de force. Dans tel cas, la force entre votre
dos et la chaise serait la même que si deux autres de vous seraient assis un par dessus l'autre sur vous.
É, t'as fini de faire du bruit là-dessous?
Vous êtes vraiment lourds les mecs!
Vous avez sûrement déjà ressenti cette sensation au décollage dans un avion, comme si vous vous faisiez écrasé
dans le siège. Mais vraiment, c'est plutôt le siège qui pousse sur vous. Imaginez cette même sensation,
mais multipliée par 20. Ça, ça serait ce que vous ressentiriez au décollage d'une navette spatiale.
En passant, on pense souvent que l'accélération d'une navette spatiale est
principalement verticale parce que c'est ce qu'on voit quand elle s'envole. Mais en réalité, c'est
faux. Une fois que la navette quitte la partie épaisse de l'atmosphère, elle tourne vers l'horizontale
et accélère jusqu'à sa vitesse orbitale de 28,000 km/h. Ce qui veut dire que la plupart de l'accélération,
en orbite, est horizontale.
Alors, est-ce que tout ça c'est comme un jet pack? Et bien, contrairement à la navette, vous ne transportez pas votre propre combustible
avec vous. Et aussi, il n'y a pas de réaction chimique qui libère de l'énergie pour pousser le combustible
vers le bas. Plutôt, la motomarine pompe l'eau du lac par le tuyau à un taux
atteignant les 60 litres par seconde. Et là, dans l'embout d'échappement d'eau,
l'eau change de direction. Elle passe de d'être poussée vers le haut à être tirée vers le bas
et c'est ce changement dans moment de force de l'eau passant par le coude qui pousse actuellement le jet pack dans les airs.
Parce que le jet pack pousse l'eau vers le bas, selon la troisième loi de Newton, l'eau
doit exercée une poussée vers le haut sur le jet pack générant 1800 Newtons de propulsion. C'est l'équivalent
approximatif de 150 extincteur d'incendie en bon état.
Ça pourrait m'accélérer jusqu'à 1.5 g de force.
Et on guide en utilisant ses mains. Pour monter, on les soulève et pour accélérer vers l'avant,
on les descend. Et il suffit de faire semblant de tourner une gros volant très
doucement pour tourner à gauche ou à droite.
S'il y a une chose à ne pas faire, c'est bien d'essayer d'expliquer de la physique sur un jet pack dans les airs.
C'est ça que j'ai tenté de faire...
Pendant la période d'apprentissage, la propulsion est contrôlée par l'instructeur. Alors, s'il voit que
vous êtes en route pour quelque chose de stupide, il n'aura qu'à éteindre la propulsion et vous tomberez dans le lac pour ne pas vous
blesser.
En général, c'est plutôt une bonne idée. Sauf si vous êtes sur une trajectoire de collision avec la motomarine.
Je me suis bien cogner les lèvres, mais heureusement toutes mes dents étaient intactes.
Lorsque la propulsion est égale à mon poids plus le poids de l'eau dans le tuyau, alors
je peux voler surplace et me déplacer avec une vélocité constante. C'est une idée fausse populaire qu'un
peu de déséquilibre dans la forces est nécessaire pour se déplacer à vitesse constante -- en réalité, si les forces
sont balancées, vous continuerez à vous déplacer en conservant la vélocité que vous avez, quelle qu'elle soit.
Une autre idée fausse populaire à propos des fusées est qu'il faut quelque chose pour pousser comme
l'atmosphère. En réalité, ce qui est poussé est le combustible. Même sans l'air autour,
un jet pack à eau pourrait quand même fonctionner parce que l'eau du jet pack est
propulsée par ces tuyaux d'échappement.
Si ça vous dit d'aller faire du jet pack, je recommande d'y aller doucement sur les commandes. Vraiment, le pire
que vous pouvez faire est de surcompenser, ce qui est je crois une réaction humain typique parce que
vous réagissez en fonction de où vous vous trouvez et à quelle vitesse vous allez et non à l'accélération,
qui est en fait ce que vous contrô*** réellement.
Alors, même si vous descendez rapidement vers l'eau, il est probable que vous êtes en train de ralentir en réalité.
Alors, c'est probablement correct et vous n'avez pas à ajuster quoi que ce soit. Peut-être que le mieux c'est
d'avoir confiance que le jet pack vous évitera les problèmes.
C'est une expérience assez incroyable, ressentir la puissance de l'eau propulsée en dessous.
C'est vraiment la sensation la plus proche de voler que j'ai eu. Ça c'est le pouvoir de la physique.
Plusieurs d'entre vous savent peut-être que j'ai une deuxième chaine Youtube
qui se nomme 2 Veritasium et j'y ai posté de nouveaux vidéos récemment. Si vous voulez
y jeter un coup d'oeil cliquer sur l'annotation ou bien sur le lien dans la description.
Si par chance vous voudriez télécharger un vidéo de Veritasium, vous pouvez maintenant le faire via iTunes en cliquant
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pages Facebook scientifique qui existe. Cliquez sur ce lien pour y jeter un coup d'oeil.
C'est ce qui conclu le vidéo, merci de votre attention.