nous avons crée une voiture qui fonctionne grâce à une force pressante appliquée sur un élastique
Difficulté
Technique
Durée
10 heure(s)
Disciplines scientifiques
Mathématique, Mécanique, Physique
Introduction
La création d'une voiture à propulsion élastique est un projet qui est réalisé dans le cadre d'un devoir de groupe en première année d'école d'ingénieur. Le concept de cette voiture repose sur l'utilisation de l'élasticité pour propulser un véhicule miniature. En utilisant une bande élastique qui est tendue et stocke de l'énergie, nous espérons créer un modèle de voiture qui peut avancer sans l'utilisation de moteurs traditionnels à combustion interne ou électriques. Ce projet promet d'être un défi technique qui nous permettra de mettre en pratique nos compétences en conception et en résolution de problèmes. Dans ce projet miniature, nous explorerons les différentes étapes de conception, de fabrication et de test pour créer un prototype fonctionnel d'une voiture à propulsion élastique miniature.
- Matériel et outils
Ficelle 
La ficelle est une corde constituer de plusieurs brins
Règle
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Au sens matériel, une règle est un instrument de mesure gradué à arêtes rectilignes servant à tracer des traits droits ou à mesurer des longueurs.
Scie 
Une scie est un outil à une lame dentée en acier trempé, destinée à couper des matériaux tels que le bois, la pierre, les métaux... Elle est actionnée par divers moyens tels que la force musculaire, l'électricité ou l'eau.
Colle 
Colle
Cutter 
Un cutter (ou couteau à lame rétractable) est un outil qui permet de couper des matériaux fins et peu résistants. Il est en général muni d'une lame mobile qui est masquée lorsque l'objet n'est pas utilisé (pour plus de sécurité).
Elastique 
Un élastique est un fil, une bande ou un ruban court(e) en caoutchouc (ou dont une partie est en caoutchouc), de forme généralement circulaire.
Bouchon plastique 
permet de fermer une bouteille hermétiquement ou de faire beaucoup d’expériences
Bois 
Planche en bois. Image de wikipedia Cleonard1973 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)
Étape 1 - definir le projet
dans cette partie nous avons chacun échangé nos idées pour définir exactement le prototype sur lequel nous allions nous lancer.
Étape 2 - choix du matériel
ensuite nous avons réfléchit à quel types de matériel il nous faudrait utiliser pour mener à bien ce projet (cutter, colle...), quel type de machines (scie circulaire...) et quel matériaux composerait chaque partie de notre voiture à propulsion élastique
Dans notre cas la structure est en bois, des bouts fin mais aussi des batônnets pour les roues par exemple et les roues, elles sont en plastique, le rapport finalement est en carton.
Étape 3 - mise en action
il faut maintenant mettre en place la voiture en découpant deux bouts de bois identiques représentant les cotés de la voiture, 3 batônnets pour que l'écart entre les deux planches reste égales et pour maintenir l'élastique et les roux. Nous avons également acheté des élastiques de cuisines et pour plus d'efficacité nous les avons pliés en deux. finalement nous avons collé un bout de ficelle au rapport que nous avons noué à l'élastique pour que la ficelle s'enroule autour du rapport et donc tende l'élastique.
Étape 4 - étapes des tests
à ce moment il faut tester la voiture en action et voir chaque défaut éventuels donc faire attention à ce que la ficelle ne fasse pas de noeuds, de bloquage ou même ne se détache. il faut aussi voir si les roues adhèrent bien et glisse bien sur le sol pour permettre à la voiture d'aller le plus loin possible. C'est aussi à ce moment que vous pouvez replier encore l'élastique si vous estimer que votre voiture aurait besoin de plus de tension sur le départ
Étape 5 - (facultatif)
Maintenant que votre voiture est prête et fonctionne, il est possible de la décorer en rajoutant une structure en carton par dessus pour lui faire prendre la forme que vous voulez par exemple
Maintenant tout est prêt il ne vous reste qu'à vous amuser!
Comment ça marche ?
Observations : que voit-on ?
Le fonctionnement de notre voiture est très simple, tout d'abord une ficelle s'enroule autour d'un rapport manuellement en faisant tourner des roues, puis cette ficelle est elle-même attachée à un élastique qui va donc se tendre ainsi dès que nous allons arrêter de faire tourner les roues la tension accumulée sur l'élastique va dérouler la ficelle et donc faire tourner les roues
Mise en garde : qu'est-ce qui pourrait faire rater l'expérience ?
-un élastique de mauvaise qualité
-un écart entre le rapport et l'élastique trop faible qui empêcherait d'obtenir la tension nécessaire
-utiliser un matériau trop peu solide comme rapport
-mal attacher la ficelle au rapport ou à l'élastique
Explications
La voiture à propulsion élastique fonctionne grâce à un système simple mais astucieux. Un élastique est tendu à l'aide d'un dispositif mécanique et stocke de l'énergie potentielle. Lorsque l'on relâche l'élastique, l'énergie stockée est convertie en énergie cinétique, propulsant ainsi la voiture en avant. Le dispositif mécanique est une manivelle qui enroule la ficelle sur un axe et tend ainsi l'élastique. La longueur de la ficelle est déterminée par un rapport de transmission, qui peut être ajusté pour modifier la force exercée par l'élastique et la distance parcourue par la voiture. Plus le rapport de transmission est élevé, plus la distance parcourue par la voiture sera grande mais la force exercée par l'élastique sera plus faible, et inversement.
Lorsque la voiture est prête à être lancée, l'élastique est enroulé dans le dispositif mécanique en utilisant la manivelle. Une fois que l'élastique est suffisamment tendu, la voiture est placée sur une surface plane et l'élastique est libéré . L'énergie stockée dans l'élastique est alors transférée à la voiture, qui commence à avancer. La distance parcourue par la voiture dépendra de la longueur de la ficelle et de la force exercée par l'élastique, ainsi que de la qualité des roues et de la surface sur laquelle elle roule.
Applications : dans la vie de tous les jours
Dans la vie de tous les jours ce type de mécanisme peut être utilisé comme jouet pour des enfants
Éléments pédagogiques
Objectifs pédagogiques
- Développer les compétences en ingénierie et en résolution de problèmes: La création d'une voiture à propulsion élastique implique la résolution de nombreux problèmes techniques et de conception, tels que la sélection des matériaux appropriés, la conception du système de propulsion, la fabrication des pièces et l'assemblage de la voiture. Les étudiants devront utiliser leur créativité et leurs compétences en ingénierie pour surmonter ces défis.
- Encourager la collaboration et le travail d'équipe: La création d'une voiture à propulsion élastique est un projet de groupe, ce qui permet aux étudiants de développer leurs compétences en collaboration et en travail d'équipe. Ils doivent communiquer efficacement, répartir les tâches, échanger des idées et travailler ensemble pour atteindre un objectif commun.
- Favoriser l'apprentissage pratique: La création d'une voiture à propulsion élastique est une activité pratique qui permet aux étudiants de mettre en pratique leurs connaissances théoriques en ingénierie, en physique et en mathématiques. Les étudiants peuvent expérimenter et apprendre en fabriquant et en testant leur prototype de voiture.
- Encourager la créativité et l'innovation: La création d'une voiture à propulsion élastique est une activité créative qui encourage les étudiants à explorer de nouvelles idées et à innover. Les étudiants peuvent expérimenter avec différents matériaux, designs et techniques pour créer un prototype de voiture unique et fonctionnel.
Pistes pour animer l'expérience
Pour animer cette expérience et la rendre plus intéressante il est possible de mettre en place une course entre les projets finaux des différents élèves, ce qui les motiverait dans la création de leur voiture
Sources et ressources
wikipedia
wikidebrouillard
youtube
Dernière modification 2/05/2023 par user:Emma jouveneaux.
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