Tutoriel aidant à la réalisation d'une catapulte miniatures en bois.
Difficulté
Technique
Durée
3 jour(s)
Disciplines scientifiques
Mathématique, Mécanique, Physique
Introduction
La catapulte en bois est inspirée des catapultes médiévales.
Elle a été confectionnée pour pouvoir lancer des projectiles sur une distance proportionnelle à sa taille.- Matériel et outils
Bois 
Planche en bois. Image de wikipedia Cleonard1973 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)
Vis 
Vis en métal à trouver en magasin de bricolage
Une vis est une machine simple apte à transformer un mouvement de rotation en un mouvement de translation dirigé suivant l'axe de rotation, ou vice-versa.
Les divers types de vis se caractérisent par l'utilisation de surfaces hélicoïdales. On peut distinguer :
la vis de fixation utilisée de façon statique pour diverses sortes de liaison ; la vis d'Archimède utilisée pour la manutention de matériaux granulés ou pulvérulents, ainsi que pour le pompage des fluides, (exemple : vis à grain) ; la vis de transformation de mouvement utilisée de façon dynamique pour transformer, dans un sens ou dans l'autre, un mouvement de rotation en mouvement de translation ou un couple en effort axial ; la vis sans fin qui, associée à des roues dentées, permet de réaliser des engrenages ; la vis micrométrique, permettant de mesurer avec précision ; le mécanisme de vis-écrou ;le mécanisme de vis à billes.
Bol 
Un bol
Planche à découper 
Planche à découper
Corde 
Au sens propre, une corde est un corps long, flexible, résistant, de section circulaire, composé de fils tordus et/ou tressés ensemble dont on se sert comme outil pour lier, attacher, haler, hisser, etc.. Souvent en lin ou en bambou. Utilisée par les cordiste.
Étape 1 - Découpe des matériaux pour la construction
- Découper 1 plaque de contreplaqué de 45x40 en diagonale pour avoir 2 triangle égaux.
- Découper 2 planches de 90 cm.
- Découper 1 planche de 80 cm.
- Découper 4 planches de 40 cm.
- Découper 1 planche de 45 cm.
- Découper 2 bâtons ronds de 40 cm.
- Faire 1 trou sur chaque planche de 90 cm à 15 cm d'une extrémité, et 1 trou sur chaque plaque de contreplaqué au même niveau que celui de la planche quand vous placez le côté adjacent de la plaque le long de la planche.
- Faire un trou dans l'épaisseur de la planche de 80 cm à 6 cm d'une extrémité.
Étape 2 - Montage de la structure
1) Coté 1 de la structure :
- Prendre une planche de 90 cm et une planche de 40 cm.
- A 40 cm du bout de la planche de 90 cm, visser la planche de 40 cm perpendiculairement à la planche de 90 cm, puis, ajouter 1 équerre d'assemblage pour un meilleur maintien.
- Visser la plaque de contreplaqué à la construction en faisant correspondre l'angle droit du triangle à celui de la structure et en veillant à ce que les bords du triangle longent bien le bord de la planche perpendiculaire et celui de l'autre planche au niveau du sol, et en faisant apparaitre le trou réalisé à l'étape 1.
2) Côté 2 de la structure :
- Recommencer la même opération que pour le côté 1.
3) Assemblage des 2 côtés :
- Relier les deux côtés en vissant à chaque extrémité des planches de 90 cm une planche de 40 cm. Cela forme un rectangle de 90x40 pour la base de la catapulte.
- Visser une planche de 45 cm sur les 2 planches perpendiculaires, en haut et sur la partie opposée de l'assemblage des planches et des triangles, pour les relier.
Étape 3 - Montage du bras levier
- Sur la planche de 80 cm fixer le bol en plastique à l'opposé du coté qui possède le trou.
- Placer la planche de 80 cm afin que tous les trous des différentes pièces soit alignés.
Étape 4 - Montage de la corde
- Avec une corde élastique de 8 mètres, enrouler la autour d'un bâton de bois, passer la corde dans les trous de la catapulte puis, à l'autre extrémité enrouler la corde autour du second bâton.
- Recommencer l'opération 3 fois.
- Faire passer la corde autour d'un bâton (sans l'enrouler), puis passer la corde dans le trou de la structure puis au dessus du bras levier, puis dans l'autre trou de la structure.
- Recommencer l'opération 8 fois en alternant le passage de la corde au dessus et en dessous du bras levier, puis faire un nœud sur un des bâtons.
- Tourner les deux bâtons dans le sens inverse des aiguilles d'une montre afin que l'on puisse propulser le bras levier dans la bonne direction.
***La catapulte est terminée.***
Comment ça marche ?
Observations : que voit-on ?
On obtient une catapulte fonctionnelle qui permet de projeter des objets sur une distance qui varie en fonction de la masse de l'objet propulsé et de l'élasticité de la corde utilisée.
Mise en garde : qu'est-ce qui pourrait faire rater l'expérience ?
Le manque de précision dans la mesure et la découpe des pièces en bois et ne pas avoir suivi avec exactitude les étapes de la réalisation peut mettre en péril la réalisation de la catapulte. De plus, tourner les bâtons dans le mauvais sens lors de la dernière étape et ne pas mettre assez de tension dans la corde peut empêcher le bon fonctionnement de la catapulte.
Applications : dans la vie de tous les jours
On peut utiliser cette catapulte comme un jeu en prenant néanmoins quelques précautions afin de l'utiliser en toute sécurité. En effet cette catapulte ne correspond à une utilisation pour des jeunes enfants. De plus il faut éviter de propulser des objets dangereux.
Vous aimerez aussi
Si vous avez aimé réaliser la catapulte vous pouvez alors réaliser un trébuchet. Celui-ci permet également de propulser des objets, mais son mécanisme est différent de celui de la catapulte.
Éléments pédagogiques
Objectifs pédagogiques
Lire et comprendre une notice de bricolage.
Réinvestir les notions de mesure et de géométrie (angle droit, perpendiculaire, triangle rectangle...).
Apprendre à manipuler des outils de bricolage.
Travailler en équipe et coopérer afin d'obtenir un objet fonctionnel.
Pistes pour animer l'expérience
Il est possible de peindre la catapulte pour améliorer son visuel.
Dernière modification 28/04/2023 par user:The Crew.
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