Voiture à réaction : Différence entre versions

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|Step_Title=Construction de la voiture
 
|Step_Title=Construction de la voiture
|Step_Content=== '''Présentation de l'expérience''' ==
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|Step_Content=<br />'''Liste du matériel (photo 1)'''<span name="Mat.C3.A9riel_pour_fabriquer_le_kit"></span>- une planchette d'aggloméré marine (pour supporter l'humidité)
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. [[http://www.wikidebrouillard.org/images/f/f4/Voiture_reaction.pdf fichier du kit science "voiture à réaction"]]
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- 4 roues de poussette de diamètre 12 cm (magasin de bricolage)
  
Un fichier powerpoint peut être fourni à celui qui voudrait modifier la présentation  [http://ancien.wikidebrouillard.org/index.php?title=Sp%C3%A9cial:Courriel/Occitan ('''me jondre''')]
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- de gros dominos d'électricien et 4 gros clous de charpentier qui servent d'axe aux roues.
  
La description des principes et objectifs des kits science peut être trouvée à [http://ancien.wikidebrouillard.org/index.php?title=Principe_des_kits_sciences Principe des kits sciences]
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- une bouteille en plastique d'eau gazeuse qui résiste bien à la pression
  
Par exemple, le kit de la voiture à réaction, une fois fabriqué tient sous la forme d'une boîte comme sur la photo.
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- 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.
<br /><span name="Mat.C3.A9riel_pour_fabriquer_le_kit"></span>
 
  
== '''Matériel pour fabriquer le kit''' ==
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- une baguette chinoise qui sert à boucher le réacteur le temps de comprimer l'air dans la bouteille avec une pompe de vélo
  
* une planchette d'aggloméré marine (pour supporter l'humidité)
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Tout ce matériel se devine facilement sur les photos:
* 4 roues de poussette de diamètre 12 cm (magasin de bricolage)
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* de gros dominos d'électricien et 4 gros clous de charpentier qui servent d'axe aux roues.
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* une bouteille en plastique d'eau gazeuse qui résiste bien à la pression
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* 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.
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'''Fabrication et montage de la voiture (photos 2 à 3)'''
* une baguette chinoise qui sert à boucher le réacteur le temps de comprimer l'air dans la bouteille avec une pompe de vélo
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Il suffit de reproduire ce qui est montré sur les photos ci-contre. Si nécessaire, en fonction du matériel utilisé, n'hésitez pas à faire quelques adaptations. Il n'y a rien de critique.  
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Observez cependant le mur supportant la bouteille réacteur. Il comporte une petite échancrure centrale réalisé avec une lime ronde. Notez les deux pointes à l'arrière qui serviront à centrer et maintenir en place la tuyère du réacteur. Finalement, grâce à ces deux guides, les élastiques sont suffisants pour maintenir la bouteille en place.
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<br /><span name="Fabrication_et_montage_de_la_voiture"></span><span name="Premier_essai"></span><span name="Explications"></span><span name="Action_et_r.C3.A9action"></span><span name="Autres_exp.C3.A9rimentations"></span>
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On perce d'abord le bouchon au diamètre de la valve de bicyclette (Phi=6mm) à l'aide d'un foret. On installe ensuite la valve dans le bouchon et on resserre bien l'écrou de la valve. Comme le bouchon est en plastique "gras", l'étanchéité se fait sans joint particulier.
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'''Fabrication de la tuyère'''
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On fabrique la tuyère à partir d'une valve identique à celle du bouchon. Mais à l'aide d'une pince, on dévisse la soupape centrale et on la retire. La valve se réduit alors à un simple tube qui servira à l'éjection de l'eau (tuyère).
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'''Montage de la tuyère sur la bouteille'''
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On perce au préalable le fond de la bouteille (phi=6mm) , sur un bord, si possible à un endroit localement plan. A l'aide d'un fil de fer, on fait passer la tuyère dans le trou percé. Ici afin d'éviter les fuites il est important de mettre des joints caoutchouc (morceaux de chambre à air percés) ainsi que des rodelles métalliques. Enfin, un bon serrage à l'aide de l'écrou de la valve devrait assurer l'étanchéité.
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Et enfin, sur la photo 2, voiture et réacteur sont réunis. Notez que les variations de construction entre le photos sont sans importance.
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|Step_Content=Quand un corps exerce une force sur un autre corps (action), il reçoit de la part de ce corps une force opposée et de même intensité (réaction).
  
Tout ce matériel se devine facilement sur les photos:
 
<br /><span name="Fabrication_et_montage_de_la_voiture"></span>
 
  
== '''Fabrication et montage de la voiture''' ==
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A l'aide de cette voiture, il est facile d'expérimenter ce principe d'action et de réaction dans deux cas:
Toutes les indications sont données dans le livret d'accompagnement. Aucun problème particulier.
 
<span name="Premier_essai"></span>
 
  
== '''Premier essai''' ==
+
- on exerce une force (action) sur un objet fixe et on reçoit une force opposée en réaction
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 !
 
<br /><span name="Explications"></span>
 
  
== '''Explications''' ==
+
- on met en mouvement un objet lourd en exerçant une force (action) et on reçoit de cet objet une force opposée en réaction
<span name="Action_et_r.C3.A9action"></span>
 
  
=== '''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.
+
Comme montré sur la photo, on utilise un élastique pour exercer cette force. Notez qu'on libère cet élastique en brûlant la ficelle de maintien, ce qui a l'avantage de n'introduire aucune force parasite.
<br /><span name="Autres_exp.C3.A9rimentations"></span>
 
  
=== '''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'''
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A la libération de l'élastique, la voiture reçoit donc une force de réaction qui la met en mouvement. On trouvera plus de détails dans le livret d'accompagnement de l'activité.
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|Step_Picture_00=Voiture_r_action_Reaction_mur.jpg
 
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- installer la bouteille sur la voiture
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- boucher la tuyère en coinçant une  une baguette de bois
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- remettre en place le bouchon avec la valve
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- gonfler la bouteille avec une pression de quelques bars
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- débrancher la pompe
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-retirer la baguette en tournant légèrement
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- ...et observer la voiture propulsée par un puissant jet d'eau
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Après avoir bien joué avec ce super jouet, on peut également faire un peu de science... comme par exemple mesurer la poussée du réacteur à eau à l'aide d'un dynamomètre.
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On trouvera plus de détails dans le livret d'accompagnement de l'activité.
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Version du 12 décembre 2019 à 10:39

Auteur avatarOccitan | Dernière modification 8/05/2020 par Bolido

Voiture r action P1010654 .JPG
On va fabriquer une voiture fonctionnant sur le principe de la réaction.
Licence : Attribution (CC-BY)

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


******************************************************* VIDÉO A VENIR ***************************************************************


Étape 1 - Construction de la voiture


Liste du matériel (photo 1)- 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 (photos 2 à 3)

Il suffit de reproduire ce qui est montré sur les photos ci-contre. Si nécessaire, en fonction du matériel utilisé, n'hésitez pas à faire quelques adaptations. Il n'y a rien de critique.


Observez cependant le mur supportant la bouteille réacteur. Il comporte une petite échancrure centrale réalisé avec une lime ronde. Notez les deux pointes à l'arrière qui serviront à centrer et maintenir en place la tuyère du réacteur. Finalement, grâce à ces deux guides, les élastiques sont suffisants pour maintenir la bouteille en place.




Étape 2 - Construction du réacteur

Montage de la valve sur le bouchon

On perce d'abord le bouchon au diamètre de la valve de bicyclette (Phi=6mm) à l'aide d'un foret. On installe ensuite la valve dans le bouchon et on resserre bien l'écrou de la valve. Comme le bouchon est en plastique "gras", l'étanchéité se fait sans joint particulier.


Fabrication de la tuyère

On fabrique la tuyère à partir d'une valve identique à celle du bouchon. Mais à l'aide d'une pince, on dévisse la soupape centrale et on la retire. La valve se réduit alors à un simple tube qui servira à l'éjection de l'eau (tuyère).


Montage de la tuyère sur la bouteille

On perce au préalable le fond de la bouteille (phi=6mm) , sur un bord, si possible à un endroit localement plan. A l'aide d'un fil de fer, on fait passer la tuyère dans le trou percé. Ici afin d'éviter les fuites il est important de mettre des joints caoutchouc (morceaux de chambre à air percés) ainsi que des rodelles métalliques. Enfin, un bon serrage à l'aide de l'écrou de la valve devrait assurer l'étanchéité.


Et enfin, sur la photo 2, voiture et réacteur sont réunis. Notez que les variations de construction entre le photos sont sans importance.


Étape 3 - Expérimenter sur Action -Réaction

Quand un corps exerce une force sur un autre corps (action), il reçoit de la part de ce corps une force opposée et de même intensité (réaction).


A l'aide de cette voiture, il est facile d'expérimenter ce principe d'action et de réaction dans deux cas:

- on exerce une force (action) sur un objet fixe et on reçoit une force opposée en réaction

- on met en mouvement un objet lourd en exerçant une force (action) et on reçoit de cet objet une force opposée en réaction


Comme montré sur la photo, on utilise un élastique pour exercer cette force. Notez qu'on libère cet élastique en brûlant la ficelle de maintien, ce qui a l'avantage de n'introduire aucune force parasite.


A la libération de l'élastique, la voiture reçoit donc une force de réaction qui la met en mouvement. On trouvera plus de détails dans le livret d'accompagnement de l'activité.



Étape 4 - Expérimenter avec la voiture à réaction

Pou faire fonctionner la voiture à eau pressurisée, il suffit de

- installer la bouteille sur la voiture

- boucher la tuyère en coinçant une une baguette de bois

- remplir la bouteille à moitié avec de l'eau

- remettre en place le bouchon avec la valve

- gonfler la bouteille avec une pression de quelques bars

- débrancher la pompe

-retirer la baguette en tournant légèrement

- ...et observer la voiture propulsée par un puissant jet d'eau


Après avoir bien joué avec ce super jouet, on peut également faire un peu de science... comme par exemple mesurer la poussée du réacteur à eau à l'aide d'un dynamomètre.

On trouvera plus de détails dans le livret d'accompagnement de l'activité.


Dernière modification 8/05/2020 par user:Bolido.

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