Dans une pièce d'artifice, pour qu'il y ait propulsion il faut placer la pièce d'artifice dans un mortier qui est bien évidemment adapté à sa taille.
Puis, on allume la mèche, qui est allumée électriquement pour des raisons de sécurité.
La mèche se consume entièrement puis met feu à la charge de poudre principale située à la base de l'artifice. Cette mise à feu de la poudre va entraîner une augmentation de la pression et de la température.
Des gaz sont produits, lors de la réaction avec la poudre noire, ils sont bloqués entre la pièce d'artifice et le fond du mortier, ce qui entraine une mise sous pression de ces gaz et ainsi, l'expulsion de la pièce hors du mortier.
Dans l'air, la poudre noire contenue dans l'artifice continue à brûler mais ne sert plus que de retard à l'éclatement car il n'y a que la propulsion du départ qui induit sur la trajectoire de l'artifice
Pourquoi est-ce que la pièce arrive à voler ?
Nous avions différentes hypothèses, la première était que l'artifice arrivait à voler grâce à une propulsion dans le mortier et la seconde était que la propulsion était due à la poudre noire elle-même qui se consume.
Nous avions déja appris que la poudre noire libérait des gaz lors de sa combustion et nous avons supposé que c'etait grâce à ces gaz que la pièce se propulsait.
A l'aide d'une vidéo de l'émission " C'est pas sorcier" sur les feux d'artifice, nous avons pu corroborer notre hypothèse.
La propulsion :
Nous nous sommes alors posé la question suivante : "A quel moment la pièce d'artifice cesse d'être propulsée ?"
Après avoir observé nos différentes recherches, nous avons pu relier différentes parties qui coincident:
- Nous avons rallié nos recherches sur la parabole à nos connaissances sur l'artifice lui-même, à son squelette.
Nous avons conjecturé ceci :
Nous avons admis que la propulsion se terminait environ au point C, car on suppose que c'est à ce moment là que la charge principale de poudre a entièrement fini de se consumer.
Au moment où l'espolette commence à brûler, l'artifice ne subit plus un phénomène de poussée et décélère par conséquent. L'espolette n'est qu'un retardateur de l'explosion finale qui à lieu à peine une seconde plus tard, au point H.
Schèma d'une pièce d'artifie placé dans du mortier (capture vidéo "c'est pas sorcier")
La trajectoire d'une bombe d'artifice:
Nous nous sommes ensuite posé la question suivante :
"Pourquoi est-ce que la pièce d'artifice décrit-elle une trajectoire parabolique avant d'éclater ?"
Pour cela, nous avons décidé de trouver l’équation de la courbe que décrit une bombe d’artifice de là où elle est tirée jusqu'au point où elle éclate. Nous avons obtenu la courbe ci-dessous.
Sachant le faire sur le logiciel Geogebra, nous avons trouvé l'alternative suivante :
Nous avons fait une capture d’écran de cette courbe pour la transférer dans le logiciel Geogebra.
En superposant cette courbe à l’axe pré-tracé de Geogébra à la même échelle, nous avons superposé de nouveaux points de Geogébra sur les anciens de Logger pro pour pouvoir ensuite trouver l’équation de la courbe.
On a entré dans Geogébra le théorème de la forme canonique d’une équation de parabole (que nous avions trouvé grâce à un tableur, en créant un tableau repertoriant nos points).
Nous avons obtenu trois curseurs permettant de trouver, dans l’ordre respectifs, les valeurs de a, b et c. On a par la suite ajusté ces valeurs à l’aide des curseurs, pour superposer la parabole (en rose) aux points (en bleu) et ainsi trouver l’équation de notre parabole.
Dans un premier temps, nous avons trouvé une vidéo du feu d'artifice des fêtes de Genève de 2013. Puis avons sélectionné un extrait de cette vidéo où l’on pouvait suivre la trajectoire d’une bombe.
Nous avons ensuite ouvert cette vidéo sur Logger pro, un logiciel utilisé dans les cours de physique, qui permet de tracer une courbe à partir d’un pointage, établi sur une séquence d’images ou sur une vidéo décomposée image par image.
Après avoir ouvert la séquence dans ce logiciel, nous avons pointé la trajectoire de la bombe d’artifice, toutes les un dixième de seconde.
Nous avons donc obtenu une courbe.
Ne connaissant pas entièrement le logiciel Logger pro nous n'avons pas pu calculer l’équation d’une courbe.
