On va fabriquer une voiture fonctionnant sur le principe de la réaction.
Difficulté
Facile
Durée
1 jour(s)
Disciplines scientifiques
Mécanique, Physique
Introduction
L'intérêt de cette activité est de faire comprendre le principe de l'action et de la réaction. C'est ce même principe qui permet à la fusée Ariane de décoller depuis Kourou.
Et puis aussi c'est une activité qui peut donner l'occasion de bien s'amuser en cour de récréation l'été, pour peu que l'on dispose d'une surface plane, comme dans un préau par exemple. ...
Comme c'est une activité qui a fait l'objet d'une animation scientifique, on trouvera le livret de l'activité ici: https://www.wikidebrouillard.org/images/3/30/Voiture_r_action_livret_eleve_voiture_reaction_2010.pdf
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Étape 1 - Construction de la voiture
Présentation de l'expérience
Il s'agit de fabriquer une voiture à réaction propulsée par une bouteille d'eau sous pression. On en profite ensuite pour parler d'action et de réaction et pour mesurer la pousssée du réacteur avec un dynamomètre
Cette expérience fait l'objet d'un kit science. [fichier du kit science "voiture à réaction"]
Un fichier powerpoint peut être fourni à celui qui voudrait modifier la présentation (me jondre)
La description des principes et objectifs des kits science peut être trouvée à Principe des kits sciences
Par exemple, le kit de la voiture à réaction, une fois fabriqué tient sous la forme d'une boîte comme sur la photo.
Matériel pour fabriquer le kit
- une planchette d'aggloméré marine (pour supporter l'humidité)
- 4 roues de poussette de diamètre 12 cm (magasin de bricolage)
- de gros dominos d'électricien et 4 gros clous de charpentier qui servent d'axe aux roues.
- une bouteille en plastique d'eau gazeuse qui résiste bien à la pression
- 2 valves de bicyclette récupérées sur de vieilles chambres à air. L'une se fixe sur le bouchon de la bouteille et fonctionne en valve normale. L'autre est démontée et se réduit à un tube qui sert de réacteur. Elle est vissée sur l'arrière de la bouteille.
- une baguette chinoise qui sert à boucher le réacteur le temps de comprimer l'air dans la bouteille avec une pompe de vélo
Tout ce matériel se devine facilement sur les photos:
Fabrication et montage de la voiture
Toutes les indications sont données dans le livret d'accompagnement. Aucun problème particulier.
Premier essai
On se met si possible sur une gande surface goudronnée de quelques dizaines de mètres de long afin de permettre à la voiture d'évoluer librement. La bouteille est à demi-remplie d'eau. On comprime l'air dans la moitié restante grâce à une pompe à pied. On enlève la baguette en tournat légèrement...l'eau gicle violemment par la tuyère et la voiture se met en mouvement !
Explications
Action et réaction
L'eau est éjectée violemment de la tuyère. Pour mettre cette masse d'eau en mouvement, il faut exercer une force (action). C'est la pression de l'air à l'intérieur de la bouteille qui exerce cette force. En retour, la voiture reçoit une force de réaction,de même intensité, mais de sens opposé. L'eau part d'un côté et la voiture du côté opposé, propulsée par la force de réaction.
Dans le kit, il est proposé d'expérimenter sur le couple de forces action-réaction. On mesure aussi la poussée du réacteur avec un dynamomètre que l'on a étalonné.
Autres expérimentations
On en profite aussi pour mettre en oeuvre la démarche expérimentale. On se demande pourquoi c'est intéressant d'avoir de si grandes roues... On émet des hypothèses... et on en vérifie une à l'aide d'un petit dispositif simple décrit dans le kit.
PRESENTATION EN COURS DE DEVELOPPEMENT
Étape 2 - Expérimentation
Dernière modification 8/05/2020 par user:Bolido.
Draft