Vapeur pouf pouf

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Ce jouet illustre plusieurs lois et phénomčnes physiques:

1) Échange d'énergie. L'énergie thermique est convertie, comme effet final, en énergie mécanique, comme ça se passe dans un vrai vapeur. La chaleur liberée pendant que la bougie brouille (ou p.ex. de la naphte quand la bougie se consomme) est consommée pour chauffer l'eau qui, en bouillant, devient vapeur, ce qui augmente rapidement la pression dans le petit récipient. Par effet de cette pression, de la vapeur est emise ŕ une certaine vitesse qui fait en sorte que le vapeur avance, en effectuant du travail mécanique. Naturellement on doit avoir des pertes d'énergie associées ŕ la perte de chaleur dans l'environnement.

2) Principe de conservation de la quantité de mouvement. Telle est la quantité de mouvement ŕ laquelle la vapeur est émise des tuyeres, telle quantité de mouvement gagne le navire.

3) Illustration du deuxičme principe de la dynamique de Newton pour un objet de masse variable. Le changement dans le temps de la quantité de mouvement nous donne la force propulsive du navire. Aux changements de quantité de mouvement contribuent les changements de vitesse et de masse de la vapeur sortante en direction opposée ŕ l’avancement du navire. De façon similaire ŕ la voiture ŕ réaction.

4) Aprčs un bref départ, le vapeur avance de mouvement uniforme. Ceci est lié aux forces de résistance, et en ce cas surtout aux forces de viscosité, qui est proportionnelle ŕ la vitesse

oů C est une dimension caractérisant un profil donné, h le coefficient de viscosité et v la vitesse d'avancement du navire.