Boomerang : l’effet retour

Sommaire :
Introduction
* 1 Le boomerang et ses caractéristiques
a- Historique
b- Caractéristiques
* 2 Mouvement du boomerang
a- Caractéristiques du mouvement
b- Mise en équation
* 3 Comparaison expérimentale et théorique
a- Modelisation théorique
b- Modélisation expérimentale
c- Comparaison et interprétation
ConclusionBibliographie

Origines du boomerang

A le base le boomerang été utilisé comme une arme de jet ayant la forme d’un baton . La forme particuliére du boomerang associé a la rotation permettait de réalisé des tirs de longue porté. Initialement le vol du boomerang n ‘avait pas cette trajectoire en goutte d’eau qui part du lanceur pour y revenir. Il avait la forme d’un baton faiblement courbé etbien plus lourd. Il était utile pour la chasse et nommé « killing stick ». Le boomerang tel que l’on peut en voir aujourd’hui est une variante et fut utilisé par les chasseurs aborigénes australien pour montrer leur agilité et leur force.
Le boomerang aborigéne est tailler dans un morceau de bois d’une branche d’acacia ou d’eucalyptus. Le gros de sa forme est donnée a la hache, il est ensuitechauffé afin d’acquerir sa courbure. Sa forme est ajusté au silex. Il est enfin polie puis peint.1 b Le boomerang classique est en forme de « v » et posséde normalement deux pales (le boomerang peut avoir quatre pâles mais notre étude se limite au boomerang a deux pâles bien que la trajectoire reste significatibement semblable). L’angle qui sépare les deux pales est variable mais pour que le boomerang fonctionne l’angle doit êtrecompris entre 60 et 120 degrés. Le boomerang en lui-même fait environ 30 à 50 centimètres pour une masse de 130 grammes environ.
Le boomerang est constitué d’un côté plat (l’intrados) et d’un côté plus arrondie (l’extrados).
En vue de profil une pâle a la même forme qu’une aile d’avion

Pourprocéder à l’étude du mouvement du boomerang nous allons tout d’abord faire le bilan des forces s’exerçant sur le boomerang :
* Le poids : direction verticale et de sens vers le bas. Cette force tant à faire chuter le boomerang et s’exercent donc à l’encontre du mouvement.
* Les forces résultantes de l’aérodynamisme et du profil du boomerang compensent le poids afin de faire revenir leboomerang au lanceur.
Nous allons dans notre étude considéré l’air comme un fluide parfait et incompressible. Lorsque ce type de fluide rentre en contact avec une surface il se produit une réaction :
Si la vitesse est faible le fluide s’écoule dans un mouvement laminaire cependant si le vitesse est grande on observe un mouvement turbulent comme on peut le voire ci contre. La formation de ces« tourbillons » exerce des forces qui poussent le projectile dans le sens inverse. Dans le cas d’une aile d’avion la pression de l’air exercé est plus forte sur le dessus de l’aile que sur le dessous ce qui créé une force de portance dirigée vers le haut et qui permet à l’avion de voler. Ce même principe est applicable sur le boomerang à la différence que son inclinaison au moment du lancer dirige la portancevers le centre de la trajectoire cf ci-contre

Il en résulte également un deuxiéme force appellée la trainé dont la résultante est tangentielle au mouvement cf ci contre

Ces deux composantes on pour équation :
-= pour la portance
-Fx=12 02 pour la trainé
Les deux composantes Cx et Cz sont des constantes qui dépendent de la forme du boomerang et…