Une voiturette à énergie gravitationnel ?

[smarthikaru]

Bonjour/Bonsoir
J'ai décidé avec quelques amis de participer au défi génie inventif (un concours québécois pour les jeunes), et j'ai besoin de votre aide.
Voici là tache: construire une voiturette qui ne fonctionne QUE à l'énergie potentielle gravitationnelle (donc pas de ressors, pas d'électricité, etc.) et qui dois respecter certaines contraintes: par exemple, les dimensions maximales en tout temps sont de 50*50*75cm et le poids maximum est de 2kg.
De plus, cette voiture dois pouvoir trainer un chaine de 3,5 kg, et qui mesure 6m et sur une distance de 6m.
Donc, en résumer, le but et de pouvoir trainer une chaine le plus rapidement possible (donc en prenants le moins de temps possible) sur une distance de 6m.

Pour plus de détailles, voici les règlements du concours ICI (attention, document PDF)

PS: je fais parti du "2e cycle du secondaire"
Merci de votre aide, et si vous avez des plans ou autres, contacter moi à cette adresse:

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Et merci d'avance

[mikake]

salut,
dis moi un peu, c'est quoi le principe qui permet de faire avancer une voiture grace à l'énergie potentielle?

je veux dire, à part la mettre sur une route en pente...

[sitalgo]

B'jour,

De plus, cette voiture dois pouvoir trainer un chaine de 3,5 kg, et qui mesure 6m et sur une distance de 6m.

La première chose à faire est de savoir quelle force est nécessaire pour tirer une chaîne comme ça.
- Chaîne droite avec une vitesse raisonnable (6m en 60s, en 50s).
- Sur un sol comparable.
- En fonction de la façon dont la chaîne est disposée pour connaître la force au début et son évolution.

Un poids à mouvement vertical fournit une force constante, avec les 75cm en hauteur (donc davantage d'EP et une démultiplaction plus grande). Mais la force de traction est-elle suffisante en fin de course.
Un poids basculant founit plus de couple à la fin, avec la limitation des 50cm (moins d'EP).

Huiler la chaîne (et nettoyer pour pas que sa se voit trop) car tricher aide toujours un peu.

Il n'y a pas de solution toute faite, tout est à essayer, à ce niveau il est difficile d'intégrer tous les paramètres dans un calcul.

[smarthikaru]

Vu que le sol est en contre plaquer et qu'il n'est PAS en pente, le seul moyen serais de déclencher un poids qui tombe, et qui entrainerais un mouvement.
Vu que la chaîne est fournie par l'organisme qui organise ce "défi", il nous est impossible de "tricher".

Non, c'est juste que je me demandais, comment je devrais mettre le poids qui tombe, et quel serais sa masse optimale, pour avoir un bonne vitesse, mais aussi, avoir un bon rendement et une machine stable et assez puissante pour tirer la chaine.

C'est surtout des idées de concept que j'aimerais. Par exemple, quel type de transmission de force j'utilise ? un levier ? En quel matériaux devrai-je faire la voiturette ? où pu devrai-je situer le poids, à l'avant du véhicule? ou à l'arrière ?
Aussi, devrai-je utiliser de grosse roue à l'arrière, et de petite à l'avant ? ou le contraire ? ou encore des roues de tailles uniforme ?
C'est ce genre de question simple, mais qui peuvent faire la différence entre gagner et perdre dont j'aimerais avoir la réponse.
SVP, j'ai vraiment besoin d'idées et d'aide, le plus vite serait le mieux
Merci

[f6bes]

Bjr à toi,
Peu importe la forme de tes roues, de leurs dimensions, etc.....

En fait le défi à relever et:
" quel coup de pied au c.. dois je donner à ma voiture de 2 kg , ppour tirer un chaine de 3.5 kg sur 6m en TANT de secondes.."

Donc ce n'est qu'une question de MASSE de "poids qui tombe" pour donné "l'implusion".

Bien sur on ne peut RIEN optimiser, sans connaissance des:
frottements au sol du à la chaine (inconnu)
éventuellement du CX du "véhicule" (mais ce serait du pinaillage !)
etc...etc...

Donc en l'absence de donnée tu mets le poids MAXIMUM. C'est sur t'auras une "implusion" !
"... Sa masse optimale.." ................le MAXI possible, pour obtenir le temps le plus COURT possible !
Bien sur si ton petit copain mets, lui , un poids supérieur, il a de grande chance de te battre .

Rien "d'inventif" dans ce projet: ..........juste un fusil à un coup !!
A+

[Jeanpaul]

Faisons un petit calcul : si on a une masse de 1 kg (50% de la masse totale autorisée) qui descend de 60 cm (compatible avec la hauteur autorisée), on récupère 6 joules.
Si le poids du véhicule est 20 N avec un frottement de 10% sans compter la chaîne et qu'on se déplace de 6 mètres, ça fait 20x0,1x6 = 12 joules.
On voit comme un problème !

[Tiluc40]

Faisons un petit calcul : si on a une masse de 1 kg (50% de la masse totale autorisée) qui descend de 60 cm (compatible avec la hauteur autorisée), on récupère 6 joules.
Si le poids du véhicule est 20 N avec un frottement de 10% sans compter la chaîne et qu'on se déplace de 6 mètres, ça fait 20x0,1x6 = 12 joules.
On voit comme un problème !

Bonjour,
Seul le tracteur semble limité à 2kg. La masse de la chaîne n'est pas connue dans le problème. Il y a même 2 types de chaînes, correspondant à 2 manches.

[Jeanpaul]

Si le tracteur est limité à 2 kg, la masse qui chute sera encore bien inférieure.

[Tiluc40]

Si le tracteur est limité à 2 kg, la masse qui chute sera encore bien inférieure.

Ce n'est pas ce que j'ai compris. J'ai compris que l'équipe se pointe avec son tracteur, inférieur à 2kg, et qu'elle attache la chaîne fournie par l'organisateur.

[Tiluc40]

A la relecture du schéma de départ, il semble en effet impossible d'utiliser le poids de la chaîne comme source motrice. J'avais d'abord pensé à une cuve qui ejectait la chaine vers l'arrière.
Celà dit, le but reste d'aller le plus loin possible, pas de parcourir les 6m.

[f6bes]

Bjr à tous,

Jean Paul,
"..trainer la chaine..." ne signifie pas QUE c'est la chaine qui DOIT fournir l'énergie .

Tiluc: c'est pas la distance MAXIMUM qu'il faut obtenir, mais un temps MINIMUM pour unes distance donnée 6m.
"....plus rapidement possible (donc en prenants le MOINS de temps possible) sur une distance de 6m...."

Jeanpaul: qu'est ce qui interdit de faire "chuter" une masse SUPERIEURE à 2 Kgs ?
C'est pas préçisé dans l'énonçé?

Donc je vois le scénario suivant: une masse "m" chute d'une hauteur "h". Cette masse tombe sur un sytéme qui par un jeu de levier viens "pousser" l'arriére de l'ensemble à véhiculer (le grans coup de pied au "c..") et tout cela se propluse.
On utilise bien l'énergie gravitationnelle et je ne pense pas avoir déroger au cahier des charges !

A+

[Tiluc40]

Tiluc: c'est pas la distance MAXIMUM qu'il faut obtenir, mais un temps MINIMUM pour unes distance donnée 6m.

Bonjour f6bes, la formule utilisée pour calculer les points ne tient pas compte du temps : P=85*(d1+d2)/D+R. Et c'est elle seule qui déterminera le vainqueur.
Jeanpaul: qu'est ce qui interdit de faire "chuter" une masse SUPERIEURE à 2 Kgs ?

C'est pas précisé dans l'énonçé?

Donc je vois le scénario suivant: une masse "m" chute d'une hauteur "h". Cette masse tombe sur un sytéme qui par un jeu de levier viens "pousser" l'arriére de l'ensemble à véhiculer (le grans coup de pied au "c..") et tout cela se propulse.
On utilise bien l'énergie gravitationnelle et je ne pense pas avoir dérogé au cahier des charges !

Il est précisé que le tracteur ne doit perdre aucune pièce ni accessoire. Mon interprétation est que :
- Soit le jury considère que la masse qui tombe fait partie du tracteur, et on est donc limité à un poids total de 2kg
- Soit la masse est un accessoire, et il est précisé que l'accessoire ne doit pas quitter le tracteur sous peine de disqualification. Du coup, je vois mal pourquoi le jury validerait une solution où l'on peut embarquer ce que l'on veut, et la limite de 2kg me semble comprendre le tracteur + accessoire.
J'ai bien une petite idée de comment récupérer le max d'énergie cependant... Il n'est pas dit que le tracteur doit être d'un seul tenant. Mais vu qu'il s'agit d'un concours, laissons un peu chercher les participants, non? Dommage que je n'ai pas de garage, je l'essayerais bien à la maison. Ce n'est pas trop compliqué à fabriquer.
Finalement, il est rigolo ce concours.

[Tiluc40]

Oups... Et pour une meilleure compréhension du post précédent, la ligne

Jeanpaul: qu'est ce qui interdit de faire "chuter" une masse SUPERIEURE à 2 Kgs ?

fait partie de la citation de f6bes qui suit. Désolé, je me suis un peu mélangé les balises.

[Faisan]

Bonjour,

je viens d'avoir un petit coup de génie en me rappelant d'une invention que j'ai vu dans science et vie je crois, et qui pourrait coller parfaitement à ton chariot.

Avec ca tu vas gagner c'est sur.

Le gros problème est de vaincre l'inertie au démarrage. C'est là que les différences vont se faire.

Ce qui pourrait t'aider, c'est de mettre une transmission en engrenage spirale. pour plus d'infos voir par exemple ici

http://www.infodujour.com/scripts/ac...php?actID=3067

A plus,

Le faisan

[jgiovan]

Salut,

J'ai une idée toute bête :

Une masse portée par un axe guidé (genre bille en acier, aussi lourde que possible) tombe de 75cm de haut et vient rebondir sur un ressort (pour éviter la dissipation de l'énergie).

Le mouvement de ton tracteur sera un peu bizarre (d'avant en arrière) mais le "coup de pied aux fesses" évoqué précédemment devrait permettre au tout d'avancer.

Ca marcherait aussi avec un morceau de mousse à la place du ressort mais une bonne partie de l'énergie risque de se dissiper dans la mousse...