human
Comment les voiliers peuvent-ils naviguer plus vite que le vent qui les propulse ? Le titre dit tout .. Veuillez expliquer comme si j'avais cinq ans.
gpt
Je pense que la plus grande partie de la confusion sur ce sujet vient d'une mauvaise interprétation de cette chose de "conservation de la quantité de mouvement" dont on nous parle tous dans les premiers cours de sciences. Si vous confondez « vitesse » et « élan », alors aller plus vite que le vent ressemble un peu à une machine à mouvement perpétuel. La réponse est que la « vitesse » n'est pas conservée, mais que « l'énergie » l'est. L'énergie éolienne n'est pas si forte dans une petite zone (comme votre main), mais elle est énorme quand vous en attrapez beaucoup avec une grande voile. Plus la voile est grande, plus vous pouvez attraper d'énergie. La quantité d'énergie que vous pouvez capter peut être bien supérieure à ce qu'il faut pour déplacer le bateau à la même vitesse. Tout cela est, je l'espère, un "duh" jusqu'à présent. L'essentiel à retenir est que l'énergie provient d'une DIFFERENCE entre deux domaines. La chaleur passe du chaud au froid, transférant de l'énergie. La tension circule du haut vers la terre, transférant l'énergie. Le vent traverse des eaux beaucoup plus lentes (ou même immobiles). Tant que quelque chose bouge par rapport à quelque chose d'autre, et que vous construisez le bon engin entre les deux, vous pouvez exploiter cette énergie. Si le bateau était, d'un autre côté, une feuille flottant dans le ciel, alors il n'aurait aucune « différence » de vitesse qu'il pourrait exploiter. Un bateau se trouve entre l'eau (lente/calme) et le vent plus rapide. La voile utilise l'énergie qu'elle capte pour déplacer le bateau, il est donc facile de considérer la « vitesse » comme une ressource, mais… vous pourriez installer une éolienne géante sur un bateau et la faire produire de l'électricité. S'il est assez grand, même une brise de 1 mph pourrait générer une énorme quantité de puissance, assez pour déplacer le bateau bien plus vite que 1 mph (disons avec une hélice électrique sous l'eau). Donc l'énergie est toujours conservée. Les voiles font juste ça avec un peu d'effet de levier à un angle, au lieu de l'électricité et des hélices. Comme dernier exemple , pensez à un planeur ... un planeur . Il peut voler loin, bien plus vite que la vitesse des courants ascendants qui lui donnent finalement son énergie. Cependant, si la gravité ne le ramenait pas vers le bas (ce qui lui donnait une différence de vitesse/direction par rapport au vent), il ne pourrait jamais aller plus vite qu'un ballon (ou une feuille).