Pour voler, un oiseau bat des ailes. C'est assez simple, le battement pousse l'air vers le bas, ce qui pousse l'oiseau vers le haut. Mais qu'en est-il d'un oiseau qui plane, ou d'un avion qui décolle sans battre des ailes ?

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NEWTON :

Pour le comprendre, il faut faire appel aux lois de Newton.

La première loi de Newton stipule que, sans action extérieure, un corps au repos reste au repos et qu’un corps initialement en mouvement, poursuit ce déplacement en ligne droite et à vitesse constante. Or, si au bord de l’aile, on observe une déviation du flux d’air, cela signifie que de l’air, à l’origine au repos, a été mis en mouvement. Une force y a donc été appliquée.

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Pour bien comprendre ce qui se passe, il nous faut d'abord revoir brièvement la seconde loi de Newton : la force de pesanteur est égale à la masse multipliée par l'accélération. S'il y a une accélération, il doit y avoir une force. Mais qu'est-ce que l'accélération ? On pense généralement qu'il s'agit d'un changement de vitesse. Aller de 0 à 60 en 6 secondes, par exemple. L'accélération est en réalité un changement de vélocité, et non un changement de vitesse. La différence entre les deux est que la vélocité se compose à la fois d'une vitesse et d'une direction. C'est ce que l'on appelle un vecteur. Tout changement de la vélocité est une accélération, même si la vitesse reste la même et que seule la direction a été modifiée. Quand un objet décrit un cercle à vitesse constante, il accélère, et pour ce faire, l'accélération nécessite une force.

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Imaginez donc l'air passant autour d'une aile. Il change de direction car il passe par la surface supérieure bombée. Cela veut dire que l'air accélère, et quand il redescend en suivant la forme de l'aile, l'accélération est vers le bas. Une force vers le bas est appliquée sur l'air par l'aile, et l'air exerce une force égale et opposée vers le haut sur l'aile.

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La troisième loi de Newton précise que, si une force s’exerce sur un corps au repos, il existe une réaction égale et opposée à cette force (ainsi, l’action du poids d’un objet posé sur une table est-elle compensée par la réaction de la table). Pour dévier l’écoulement de l’air, l’aile agit sur l’air (action) et l’air, en réaction, génère de la portance. Si, comme le montre la plupart des schémas proposés, l’air arrivant en ligne droite sur l’aile s’écoule au dessus et au dessous et continue en ligne droite, il n’y a pas d’action de l’aile sur l’air et donc pas de réaction, c’est à dire pas de portance.

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Comme le suggère les lois de Newton, l'aile doit modifier quelque chose dans l'air pour obtenir de la portance. Des modifications du moment de l'air résultera des forces sur l'aile. Pour générer de la portance, l'aile doit dévié de l'air vers le bas, beaucoup d'air.

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