Choix de Matériaux pour un Drone

Choix de Matériaux pour un Drone

Comprendre le Choix de Matériaux pour un Drone

Dans le cadre d’un projet de construction d’un petit drone de surveillance pour un projet scientifique en classe, il est nécessaire de choisir entre deux matériaux pour la structure principale du drone : le titane et l’aluminium.

L’objectif est de minimiser le poids du drone pour maximiser son autonomie de vol.

Objectif :

Déterminer quel matériau, entre le titane et l’aluminium, est le plus léger pour construire le drone, en considérant uniquement la densité des matériaux.

Données fournies :

  • Densité du titane : \(4.5 \, \text{g/cm}^3\)
  • Densité de l’aluminium : \(2.7 \, \text{g/cm}^3\)
  • Volume prévu pour la structure du drone : \(250 \, \text{cm}^3\)

Questions :

1. Calculer la masse de la structure du drone si elle était entièrement construite en titane.

2. Calculer la masse de la structure du drone si elle était entièrement construite en aluminium.

3. Comparer les résultats obtenus et conclure quel matériau est le plus léger pour la construction du drone.

Correction : Choix de Matériaux pour un Drone

1. Calcul de la masse de la structure en titane

Formule :

\[ m_{\text{titane}} = \rho_{\text{titane}} \times V \]

Substitution des valeurs et calcul :

\[ m_{\text{titane}} = 4.5 \, \text{g/cm}^3 \times 250 \, \text{cm}^3 \] \[ m_{\text{titane}} = 1125 \, \text{g} \]

La masse de la structure en titane est de 1125 grammes.

2. Calcul de la masse de la structure en aluminium

Formule :

\[ m_{\text{aluminium}} = \rho_{\text{aluminium}} \times V \]

Substitution des valeurs et calcul:

\[ m_{\text{aluminium}} = 2.7 \, \text{g/cm}^3 \times 250 \, \text{cm}^3 \] \[ m_{\text{aluminium}} = 675 \, \text{g} \]

La masse de la structure en aluminium est de 675 grammes.

3. Comparaison et Conclusion

  • Masse du titane : 1125 g
  • Masse de l’aluminium : 675 g

Analyse : Comparant les deux masses calculées, la masse de la structure en aluminium est significativement plus faible que celle en titane. Étant donné que l’objectif est de minimiser le poids du drone pour augmenter son autonomie de vol, l’aluminium s’avère être le choix optimal.

Conclusion : L’aluminium, avec une masse de seulement 675 grammes pour le même volume, est le matériau le plus léger par rapport au titane pour la construction de la structure du drone. Cela le rend plus adapté pour les applications nécessitant une réduction du poids total, telles que dans la construction de drones où l’autonomie de vol est cruciale.

Choix de Matériaux pour un Drone

D’autres exercices de physique 3 ème:

Énergie et Vitesse sur une Montagne Russe

Énergie et Vitesse sur une Montagne Russe

Énergie et Vitesse sur une Montagne Russe Comprendre l'Énergie et Vitesse sur une Montagne Russe L'attraction la plus populaire du parc d'attractions est une montagne russe. Le départ se fait du point le plus haut du circuit pour garantir un maximum de sensations...

Analyse Physique d’un Saut à l’Élastique

Analyse Physique d’un Saut à l’Élastique

Analyse Physique d'un Saut à l'Élastique Comprendre l'Analyse Physique d'un Saut à l'Élastique Dans une émission de télévision populaire, un cascadeur doit effectuer un saut à l'élastique du haut d'une grue pour un épisode spécial. L'équipe technique doit s'assurer...

Calcul du Travail et de l’Énergie

Calcul du Travail et de l’Énergie

Calcul du Travail et de l'Énergie Comprendre le Calcul du Travail et de l'Énergie Un skieur de masse 60 kg part du repos en haut d'une piste inclinée de 30° par rapport à l'horizontale. La piste a une longueur de 150 mètres. On néglige les frottements entre les skis...

Calcul de la vitesse moyenne

Calcul de la vitesse moyenne

Calcul de la vitesse moyenne Comprendre le Calcul de la vitesse moyenne Alice participe à une course cycliste qui se déroule sur différentes étapes. Durant la deuxième étape, elle parcourt une distance variée avec des changements de terrain, ce qui influence sa...

Comparaison du Poids entre Mars et la Terre

Comparaison du Poids entre Mars et la Terre

Comparaison du Poids entre Mars et la Terre Comprendre la Comparaison du Poids entre Mars et la Terre Lors d'une mission scientifique sur différentes planètes, un groupe d'astronautes collecte divers échantillons de roches. Sur la planète Mars, un astronaute mesure la...

Le Traîneau de Julie : Forces et Mouvement

Le Traîneau de Julie : Forces et Mouvement

Le Traîneau de Julie : Forces et Mouvement Comprendre Le Traîneau de Julie : Forces et Mouvement Julie tire un traîneau chargé d'un sac de 30 kg sur un sol enneigé. Elle exerce une force horizontale de 150 N pour le mettre en mouvement puis le maintenir à vitesse...

Calcul de la force de traction d’une voiture

Calcul de la force de traction d’une voiture

Calcul de la force de traction d'une voiture Comprendre le Calcul de la force de traction d'une voiture Une voiture électrique, la Tesla Model 3, doit gravir une route en pente pour atteindre une résidence située sur une colline. Le trajet comprend une route droite...

Calcul de Vitesse et Accélération

Calcul de Vitesse et Accélération

Calcul de Vitesse et Accélération Comprendre le Calcul de Vitesse et Accélération Une voiture de course commence sa course avec une accélération constante. Elle part d'un arrêt complet et atteint une vitesse de 108 km/h en 10 secondes.Questions: 1. Conversion de la...

Réflexion et Réfraction de la Lumière

Réflexion et Réfraction de la Lumière

Réflexion et Réfraction de la Lumière Comprendre la Réflexion et Réfraction de la Lumière Un rayon lumineux frappe la surface d'un bloc de verre à un angle de 30° par rapport à la normale. Ce bloc de verre est placé dans l'air. L'indice de réfraction de l'air est de...

Calcul de la Force de Frottement

Calcul de la Force de Frottement

Calcul de la Force de Frottement Comprendre le Calcul de la Force de Frottement Maxime est en train de pousser une caisse de livres sur un sol en bois. La masse de la caisse est de \(50\, \text{kg}\). Le coefficient de frottement statique entre la caisse et le sol en...

La Chute Libre d’un Objet

La Chute Libre d’un Objet

La Chute Libre d'un Objet Comprendre La Chute Libre d'un Objet Anna est une jeune scientifique curieuse qui adore faire des expériences. Un jour, elle décide de mesurer la hauteur d'un pont en laissant tomber une balle de ses mains et en chronométrant le temps que met...

Analyse d’un circuit électrique en série

Analyse d’un circuit électrique en série

Analyse d’un circuit électrique en série Comprendre l'Analyse d’un circuit électrique en série Un circuit électrique est constitué d’une pile de tension U = 12 V et de deux résistances placées en série, dont l’une a une valeur de R₁ = 10 Ω et l’autre de R₂ = 20 Ω....

Calcul de la Vitesse de la Lumière

Calcul de la Vitesse de la Lumière

Calcul de la Vitesse de la Lumière Comprendre le Calcul de la Vitesse de la Lumière La lumière voyage à différentes vitesses selon le milieu à travers lequel elle se propage. Dans le vide, sa vitesse est d'environ 299792 kilomètres par seconde (km/s). Lorsqu'elle...

0 commentaires

Soumettre un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *