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
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