Allume ta flamme scientifique! Défi de science et technologie 2010 Commission scolaire de Laval Commission scolaire des Affluents Commission scolaire des Samares Commission scolaire de la Pointe de l’Île Commission scolaire de la Rivière-du-Nord Commission scolaire des Laurentides Commission scolaire de la Seigneurie des Mille-Îles Commission scolaire Pierre-Neveu

Mise en situation Les membres du comité olympique sont toujours à la recherche de façons originales et grandioses d’allumer la vasque olympique. Cette année, c’est Monsieur A. Tison- Lefeu qui est chargé de trouver comment impressionner le monde entier lors de l’illumination de la vasque. Il a pensé à fabriquer une catapulte qui lancerait une boule de feu à l’intérieur de la vasque pour l’allumer et ainsi déclarer l’ouverture des jeux olympiques. Cependant, Monsieur A. Tison-Lefeu n’a pas toutes les connaissances scientifiques et technologiques lui permettant de réaliser un tel défi. Il fait donc appel à toi afin de l’aider.

Ton défi Ton défi est de construire une catapulte afin d’aider A. Tison-Lefeu. Pour vérifier si ta catapulte répond aux attentes de A. Tison le feu, elle devra subir une ou plusieurs épreuves. Lancer le plus grand nombre de flammes (préscolaire, 1er cycle, 2e cycle et 3e cycle) Lancer la flamme à une plus grande distance (2e cycle et 3e cycle) Lancer la flamme à un endroit très précis (3e cycle)

Avant de te lancer dans la fabrication de ta catapulte, nous aimerions te présenter les notions scientifiques en jeu. Ces informations influenceront sans doute la construction de ton modèle.

Les notions scientifiques Certaines notions scientifiques sont à la base du fonctionnement d’une catapulte. Leviers Tension

Les leviers Le levier est une machine simple qui permet de soulever des objets lourds avec moins d’effort. C’est une des premières machines simples à avoir été inventée. Les hommes et les femmes de la préhistoire utilisaient un bâton pour soulever les pierres très lourdes qu’ils plaçaient à l’entrée de leurs cavernes.   Un levier est composé d’une pièce rigide qui pivote sur un point d’appui appelé aussi pivot. Lorsque le levier est en action, il est soumis à deux éléments: la force et la charge charge force point d’appui force charge

La tension La tension est la force qu’il faut appliquer à un objet pour provoquer l’extension de sa surface. Règle en bois

La tension La tension est la force qu’il faut appliquer à un objet pour provoquer l’extension de sa surface. force

La tension La tension est la force qu’il faut appliquer à un objet pour provoquer l’extension de sa surface. force Tension La tension emmagasine une énergie que l’on nomme « énergie potentielle »

La tension La tension est la force qu’il faut appliquer à un objet pour provoquer l’extension de sa surface. force Tension Lorsque l’on relâche cette « énergie potentielle » une énergie cinétique se déploie alors.

La tension La tension est la force qu’il faut appliquer à un objet pour provoquer l’extension de sa surface. Énergie cinétique Tension Lorsque l’on relâche cette « énergie potentielle » une énergie cinétique se déploie alors.

Le levier et la tension Tu n’as pas à retenir tous ces termes scientifiques dans ta mémoire. Cependant, tu te souviendras que plusieurs concepts scientifiques font partie de la catapulte. Ils te seront utiles pour aider A. Tison-LeFeu.

Les olympiques Après ce bref aperçu des principaux concepts scientifiques présents dans la catapulte, nous te proposons une courte présentation sur les olympiques.

Les olympiques modernes Il existe trois symboles des olympiques modernes La flamme La devise Les anneaux

La flamme À Olympie en Grèce, la flamme est allumée par des prêtresses à l’aide de miroirs paraboliques soleil paille miroir parabolique © Getty Images vasque

La devise olympique Citius Altius Fortius Cette devise, écrite en latin, signifie: Plus vite- Plus haut- Plus fort Ces trois mots encouragent l’athlète à donner le meilleur de lui-même au moment de la compétition.

Les anneaux Les cinq anneaux représentent les cinq continents. Ils sont entrelacés pour indiquer l’universalité de l’Olympisme et la rencontre des athlètes du monde entier au moment des Jeux Olympiques. Sur le drapeau olympique, les anneaux apparaissent sur un fond blanc.

Les anneaux Au début les anneaux étaient parfois représentées de façon fantaisistes….il n’y avait pas de règles strictes comme aujourd’hui.

Les anneaux olympiques Aujourd’hui les anneaux sont toujours présentées de cette façon. Combinées de cette façon, les six couleurs du drapeau (bleu, jaune, noir, vert, rouge et blanc) représentent toutes les nations. Il est donc faux de croire que chacune des couleurs est associée à un continent précis. Image wikipedia

D’où vient la catapulte ?

Qu’est-ce que la catapulte? La catapulte est une machine de guerre utilisée pour lancer des projectiles à grande distance, sans emploi d’ explosif. La catapulte permet de projeter de lourdes pierres, ou d’autres objets, à l'aide d'un câble tendu.

Histoire de la catapulte La catapulte est apparue il y a environ 2400 ans. On ne peut dire exactement qui a inventé la catapulte parce que c’est suite au travail de plusieurs personnes.

Historique de la catapulte La catapulte fut inventée par un groupe d’ingénieurs grecs, il y a plus de 2 400 ans. À l’origine, la catapulte était une machine de guerre très puissante. Pour la rendre mobile, les romains lui ajoutèrent des roues.

Une machine puissante La catapulte était à l’origine une machine de guerre très puissante. C’était l’équivalent des missiles à longues portées d’aujourd’hui. Il n’y avait pas d’arme plus puissante qu’elle. Image wikipedia Photo: Château les Baux, France

Une machine puissante On dit que la puissance d’une catapulte était si grande que les projectiles lancés pouvaient traverser le bouclier et l’armure d’un soldat à plus de 400 mètres de distance c’est environ quatre terrains de soccer. 400 mètres

Leonard da Vinci, en plus d’être un artiste fort reconnu, inventa de nombreuses machines de guerre. Il perfectionna le fonctionnement de la catapulte par la torsion d’un « ressort ». Le principe utilisé par da Vinci est simple: On tend un bras. En le relâchant, il vient frapper un plat métallique. À l’autre extrémité du bras se trouve une nacelle contenant le projectile. Sous le choc, le projectile est propulsé en direction de l’ennemi.

Engin à ressort selon Léonard da Vinci

Des exemples de catapultes

Le mangonneau est une puissante machine fonctionnant avec un contre-poids, pouvant projeter des boulets ou des blocs de pierre, jusqu'à 100 kg à une distance d'environ 150 mètres. 12 servants étaient nécessaires pour manipuler cet engin (1 à 2 coups à l'heure). Le mangonneau

Le trébuchet Le trébuchet fonctionne comme une énorme fronde. Il fut utilisé pour détruire les murailles et permettre l’assaut. Il fallait plus de 100 hommes pour manipuler une telle machine de guerre… pour seulement un à deux coups à l’heure! Les boulets pouvaient aller jusqu’à 100 kg et être projetés à 200 mètres environ.

La pierrière (ou baliste) La pierrière était une machine permettant d'envoyer principalement des boulets de pierre sur l'adversaire. Un arc monté sur une structure en bois donnait la puissance à un bras dont l'extrémité contenait un projectile. Le bras était lâché brutalement grâce à son crochet de retenue qui était alors libéré.

De nos jours, on utilise encore des catapultes, entre autre, pour le lancement des avions sur les porte-avions.

Historique À travers le temps, la catapulte a subi plusieurs changements qui ont conduit à des versions différentes de cette puissante machine. Tu sauras certainement lui faire subir des changements pour relever ton défi.