Cet article résume les 4 jours que les deux classes de physique OS ont passé en avril 2010 à Toulouse, ou la ville rose.
Lisez-le ! =D

Toulouse, avril 2010

Nous sommes partis de Genève dans un A319 et sommes arrivés dimanche après-midi à l’hôtel des Ambassadeurs de Toulouse. Le dimanche après-midi, nous avons visité festival du jeu, où nous avons pu par exemple jouer aux dames. Ensuite, nous sommes rentrés à l’hôtel pour nous installer, puis nous avons eu la soirée libre pour manger et visiter un peu les alentours.
Le lundi matin et après-midi, nous avons fait la première visite du séjour à la Cité de l’Espace de Toulouse. Tout d’abord, nous avons pu visiter les 3 étages de la cité, chaque étage ayant un « Thème » propre. Au rez, il y avait quelques expériences qui permettaient de comprendre le fonctionnement de la gravité dans l’espace. Par exemple, une sorte de jeu permettait de faire lancer une bille en métal, le but étant de la faire rouler le plus longtemps possible. A cet étage, il y avait aussi un petit film qui racontait l’historique de nos connaissances sur l’Univers. D’autre part, une fresque était consacrée à l’historique de la conquête de l’espace des simples avions aux fusées lunaires.
Le premier étage avait pour thème la vie dans l’espace. Une partie de l’étage était consacrée à la Lune. Il y avait des expériences, qui nous permettaient de découvrir plus ou moins comment on saute et marche sur la Lune, ainsi que des expositions qui nous expliquaient en détail comment se passent les expéditions lunaires. Une petite salle à part avait le sol constitué comme sur Mars, et quelques informations concernant la planète rouge.
Le dernier étage était le plus petit. La majeure partie des expositions parlaient de la relativité d’Einstein, et nous l’expliquait. Il y avait aussi quelques films à voir, ce qui nous permettait de comprendre le fonctionnement de ce que l’on appelle Espace-Temps. La conquête de l’Univers était aussi mentionnée ici.
Lors du lundi après-midi, nous avons vu deux films à la cité de l’Espace. Le premier, Imax, était en 3D et nous parlait d’une expédition d’astronomes dans une station orbitale. Le deuxième fut projeté dans un planétarium et nous décrivait l’Univers en partant d’une petite échelle, le système solaire jusqu’à une grande échelle, les galaxies.
J’ai trouvé la visite de la Cité de l’Espace très intéressante, et j’y ai appris plusieurs choses ! Il y a juste le film en 3D que j’ai trouvé légèrement … ennuyant. Tout le reste était très bien.
Le lundi soir, nous avons tous dîné dans le même restaurant « Le Gascon » qui nous a préparé des spécialités toulousaines, à savoir du canard préparé de diverses manières ainsi que du cassoulet.
Le mardi était une journée plus tranquille que la veille. L’après-midi fut consacrée à une visite culturelle de la ville. Notre tour a commencé au Capitole, place centrale de la ville. Nous sommes ensuite allés dans la salle des Illustres et la Salle du mariages, dans lesquelles sont entreposées plusieurs tableaux.
Après cela, nous nous sommes dirigés vers le Couvent des Jacobins, puis au Pont-Neuf et enfin dans la cour intérieure de l’hôtel Assezat.
La fin d’après-midi et la soirée du mardi furent à nouveau libres.
Le mercredi fut la journée la plus consacrée à la physique. En effet, nous avons fait une petite séance de consolidation de physique. Les enseignants ont préparé quatre problèmes en rapport avec nos visites à la cité de l’Espace, et, en groupe, nous avons dû réfléchir à un moyen d’en venir à bout. Ces derniers étaient principalement des questions de dynamique, et étaient appliqués à un avion, une fusée ou encore à des satellites.
Cette séance terminée, nous nous sommes alors rendus en bus et à pied jusqu’aux halles de montage du célèbre Airbus A380. Sur place, nous avons pu visiter tout d’abord l’ancien Concorde, avion supersonique pouvant atteindre une vitesse supérieure à Mach 2. Le Concorde n’est plus utilisée depuis 2003, car il ne satisfait plus les normes écologiques de l’aviation. Cependant, il reste toujours en tant que symbole de l’aviation moderne. (Source : Wikipédia, Article "Concorde)
Après la visite du Concorde, nous avons visionné un film nous montrant le premier vol test d’Airbus, puis nous avons pu ensuite visiter les halles de construction des avions A380.
Les différents matériaux composant l’avions sont produits en Allemagne, en France, en Espagne et en Angleterre. Ils sont ensuite acheminés jusqu’à Toulouse où ils sont assemblés dans quatre salles, puis, une fois terminés, envoyés dans leur pays de destination. Après cela, nous avons pu visiter une maquette d’une partie d’un Airbus.
J’ai trouvé la visite des Halles de Airbus bien dans l’ensemble, mais quelques moments furent assez ennuyants, en particulier le film. La guide par contre arrivait bien à parler et à nous décrire les choses concernant les avions. J’ai cependant trouvé cette visite moins intéressante que la Cité de l’Espace, entre autres car on y a appris moins de choses.
Une fois rentrés à l’hôtel, nous nous sommes d’abord reposés de la journée, puis nous sommes sortis pour profiter de notre dernière soirée à Toulouse tous ensemble.
Le jeudi matin, nous avons fini de préparer les bagages, puis avons quittés l’hôtel aux alentours de midi. Nous nous sommes alors rendus en bus jusqu’à l’aéroport. Une fois là-bas, nous avons eu une petite heure de libre pour acheter encore quelques dernières petites choses, et ensuite nous avons embarqué pour une heure de vol jusqu’à Genève.
En conclusion, j’ai trouvé le voyage hors-cadre à Toulouse très sympathique pour plusieurs raison.
Tout d’abord, les visites ont été dans l’ensemble intéressantes et enrichissantes, exceptés certaines.
Ensuite, le voyage a été une occasion d’une part de nous permettre de mieux nous connaître, et d’autre part de faire la connaissance de nouvelles personnes, celles de troisième année en l’occurrence.
De plus, nous avions assez de temps libre pour faire ce qu’on voulait ce qui était très agréable.
Bref, Toulouse a été un voyage cool ^^

Les constructeurs d’automobiles fournissent très souvent les caractéristiques techniques suivantes : puissance et couple du moteur, dimensions, coefficient de forme et masse du véhicule. Ils indiquent aussi les performances du véhicule : temps pour accélérer de 0 à 100 km/h, pour franchir 400 m et 1000 m départ arrêté et vitesse maximale. Ces performances peuvent être déduites des caractéristiques techniques.

Le modèle permettant d’obtenir la vitesse d’un véhicule et sa position lorsqu’on sait exprimer son accélération (qui n’est pas constante) en fonction du temps est très simple :

Modèle permettant d’obtenir la vitesse et la position à partir de l’accélération. Pour un mouvement à une dimension, la vitesse s’obtient en intégrant l’accélération et la position en intégrant la vitesse.

La vitesse s’obtient en « intégrant » l’accélération. Cette opération est réalisée par le flux a connecté au réservoir v. STELLA considère que la valeur de l’accélération qui se trouve dans le flux ne se modifie pas durant un intervalle dt. Il multiplie cette valeur par dt et place le résultat dans le réservoir v. Il met à jour la valeur de l’accélération, puis répète le processus jusqu’au temps final. Cela revient à approximer la surface qui se trouve sous la courbe donnant l’accélération en fonction du temps par celle de petits rectangles de hauteurs constantes de base dt :

Intégrer revient à trouver l’aire comprise entre la fonction et l’axe Ox. Pour trouver une approximation de l’aire comprise entre la ligne bleue et l’axe horizontal, on peut remplacer la ligne par un escalier, calculer la surface de chaque petit rectangle et additionner toutes ces surfaces.

En plaçant le résultat de cette première intégration dans un flux, et en répétant le processus on réalise une deuxième intégration et on obtient la position x du véhicule en fonction du temps.

Relation fondamentale de la dynamique

C’est la relation fondamentale de la dynamique :

$\Sigma \vec F=m\vec a$

où $\Sigma \vec F$ représente la somme des forces qui agissent sur le mobile de masse m qui permet d’exprimer son accélération $\vec a$. Dans le cas d’un véhicule roulant sur une route horizontale, cette somme des forces résulte de la force de traction $\vec T$ et de la force de frottement $\vec F_{frott}$. La puissance permet d’exprimer la force de traction. La force de frottement due à l’air dépend de la vitesse du véhicule :

Modèle permettant d’obtenir les horaires du véhicule : la relation fondamentale de la dynamique permet d’exprimer l’accélération d’un mobile de masse m lorsqu’on connaît la résultante F des forces qui s’exercent sur lui.

Le modèle permet d’obtenir les horaires du véhicule :

Horaires du véhicule : position x (en m), vitesse (en km/h) et accélération a (en m/s²) en fonction du temps (en s).

Les performances calculées sont en bon accord avec celles indiquées par le constructeur.

Equations du modèle