Physiques impliquées dans une catapulte à ressort montée sur roues.

[TheGagabou]

Bonjour!

Je fais appel à vous aujourd'hui afin de m'aider à calculer les forces impliqués dans le lancement d'un projectile depuis une catapulte à ressort montée sur roues!

En résumé, je dois réaliser un défi qui comporte plusieurs exigences. Premièrement, je dois lancer un projectile sur une distance choisie (entre 0 et 500 cm, au choix). Deuxièmement, la catapulte doit reculer sur une distance précise et se raprocher le plus près possible d'une ligne (dans le sens opposé du lancement).

Simple, non?

C'est la que ça se complique : http://scienceontourne.com/le-defi-2014/

Ce lien conduit à la liste des restrictions et contraintes auxquelles nous sommes soumis.

Parmis les plus notables:
1. Le projectile est un sac Ziploc format collation remplis de sable pour une masse totale de 275g.
2. La seule énergie permise pour projeter le sac est l'énergie emagasinée dans 1 ressort de trappe à rat et 3 ressorts de trappe à souris.
3. Le mouvement de recul doit être du à la projection initiale. (aka: La catapule doit reculer uniquement parce que le tir à été effectué, pas de moteur, etc.)

Ma principale question est la suivante: Existe-t-il une ou des formule/s permettant de calculer le mouvement de recul engendré par la propultion d'un corps à l'aide d'une catapulte? Si oui, quelles sont ces formules?

P.S. Les formules conçernant l'énergie enmagasinée dans les ressorts sont faciles à trouver comparées aux formules de recul, mais sont tout de même appréciées!

Merci beaucoup de votre aide!
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[LPFR]

Bonjour.
Si je veux être méchant je dirais que c'est un concours d'ignorance de la physique, du moins de la part de ceux qui ont fixé les règles.

Les "formules" pour le recul sont simples. La quantité de mouvement du projectile est égale à la quantité de mouvement du lanceur dans l'autre direction. La quantité de mouvement est le produit de la masse par la vitesse.
Ici la seule quantité de mouvement concernée est la quantité horizontale et donc, les composantes horizontales des vitesses.

Là ou le problème devient débile, est que la distance parcourue par l'engin dans le recul dépend des frottements du lanceur avec le sol (en supposant que le sol est horizontal). Si les frottements étaient nuls, le lanceur pourrait reculer des kilomètres.

Mais je vous donne une façon de tricher (ou d'interpréter les règles à votre avantage). Débrouillez-vous pour que les frottements du lanceur avec le sol soient très petits mais installez un mécanisme qui bloque les roues après avoir roulé une distance fixe (par exemple une ficelle qui s'enroule sur l'axe, ou plus élaboré). Au moment de la compétition, placez les roues en buttée sur la ligne à laquelle il faut arriver et avancez l'engin d'une distance (en principe) quelconque. Lors du lancement, l'engin reculera jusqu'à se faire bloquer par le mécanisme sur la ligne en question. C'est l'idée de base. Je vous laisse réfléchir pour la rendre plus pratique.
Au revoir.

[Jaunin]

Bonjour, TheGagabou,

C'est pour répondre à votre question

Ma principale question est la suivante: Existe-t-il une ou des formule/s permettant de calculer le mouvement de recul engendré par la propulsion d'un corps à l'aide d'une catapulte? Si oui, quelles sont ces formules?

:
Voir le lien ci-dessous.

http://www.maplesoft.com/products/ma...il.aspx?id=155

C'est dommage sur la vidéo on ne voit pas bien le mouvement de recul et de retour.

Mais je vous conseil de suivre les remarques de LPFR, que je salue, car c'est beaucoup plus simple et sûr (et moins cher).
Cordialement.
Jaunin__