Vacuum Dragster

Tom Stanton

25 Aug 202005:25

Summary

TLDRDans cette vidéo, l'atmosphère est mise à l'épreuve pour propulser une voiture miniature appelée 'dragster'. Le concept repose sur la force de la pression atmosphérique, qui pousse un piston d'une seringue, créant un effet de propulsion. L'inventeur a conçu un système à courroies et à pulleys pour transformer cette force en mouvement de longue distance. Le résultat est une voiture qui peut parcourir 26 centimètres pour chaque centimètre de déplacement du piston. Le vidéo a également montré une version améliorée avec deux seringues, générant une force de 80 newtons chacune, ce qui équivaut à suspendre un poids de 16 kilogrammes. Le projet illustre l'avantage mécanique et est sponsorisé par Kiwico, une entreprise proposant des activités pratiques pour les enfants, qui favorisent l'apprentissage des concepts scientifiques et mathématiques tout en étant divertissants.

Takeaways

🌍 La pression atmosphérique est une force puissante mais difficile à comprendre, avec plus de 30 kg d'air au-dessus d'un cube Rubik appliquant près de 300 newtons de force sur chacune de ses faces.
🚗 L'expérience de la force de la pression atmosphérique peut être réalisée à l'aide d'une seringue, où le vide est créé en poussant le piston jusqu'au bout et en scellant la fin.
🏎️ Un véhicule a été construit à partir de cette force de pression atmosphérique, transformant une grande force sur une courte distance en une plus petite force sur une distance plus longue.
🔧 La conception d'un dragster à propulsion par vide nécessite de prendre en compte deux dimensions importantes : le diamètre du piston et la longueur de la seringue.
⚙️ Un système de courroie et de poulie est utilisé pour convertir la force du piston en une rotation, augmentant ainsi la portée du véhicule.
🔄 Le rapport de poulies est de 1 à 3, ce qui signifie que chaque rotation du gros poulie fait tourner trois fois l'axe arrière.
🔢 Le rapport global entre le déplacement du piston et la distance de déplacement théorique du véhicule est de 1 à 26.
🏁 Des roues radiocommandées, des roues avant et un levier de libération ont été ajoutés au dragster pour améliorer son fonctionnement.
🔥 Un dragster double-pression a été construit avec deux seringues, produisant une force avant de 80 newtons chacune, équivalent à suspendre un poids de 16 kg au petit axe imprimé en 3D.
📚 Les projets Kiwico sont excellents pour introduire aux enfants les concepts de science, technologie, ingénierie, art et mathématiques de manière engageante et amusante.
🎁 Les caisses Kiwico comprennent des instructions de montage claires et un magazine éducatif qui explique la science derrière le projet, comme l'avantage mécanique des grues.

Q & A

Quelle est la pression atmosphérique et pourquoi est-elle difficile à comprendre ?
-La pression atmosphérique est la force exercée par l'air qui nous entoure. Elle est difficile à comprendre car elle est constante et invisible, mais elle est en réalité très puissante, comme illustré par l'exemple du Rubik's cube soumis à une force de 300 newtons sur chaque face.
Comment peut-on ressentir la force de la pression atmosphérique ?
-On peut ressentir la force de la pression atmosphérique en utilisant une seringue. En poussant le piston jusqu'au bout, en expulsant tout l'air et en scellant la fin, on peut créer un vide et ainsi lutter contre la pression atmosphérique en tirant le piston vers l'arrière.
Quel est le concept derrière la voiture construite par l'auteur à l'aide de la force de la pression atmosphérique ?
-La voiture construite par l'auteur utilise la force de la pression atmosphérique pour traduire une grande force sur une courte distance en une force beaucoup plus petite sur une distance beaucoup plus longue, permettant ainsi à la voiture de parcourir 190 mètres même si le piston n'est tiré que de 13 centimètres.
Quels sont les deux dimensions importantes d'une seringue qui déterminent la conception d'un dragster à vide ?
-Les deux dimensions importantes sont le diamètre du piston, qui détermine la surface poussée par la pression atmosphérique, et la longueur de la seringue, qui détermine la distance parcourue par la voiture.
Comment est-il possible de convertir la force de la pression atmosphérique en une force de traction mécanique ?
-On peut convertir la force de la pression atmosphérique en une force de traction mécanique en utilisant un système à courroies et à pouleys. La force de la piston est transférée en un couple de rotation à la courroie, qui ensuite actionne un pouley beaucoup plus petit intégré à l'arrière-axle.
Quel est le rapport de transmission du système à courroies et à pouleys utilisé dans le dragster à vide ?
-Le rapport de transmission du système à courroies et à pouleys est de un à trois, ce qui signifie que chaque fois que le grand pouley tourne une fois, l'arrière-axle tournera trois fois, mais avec moins de couple.
Quel est le rapport global entre le déplacement du piston et la distance de déplacement théorique de la voiture ?
-Le rapport global entre le déplacement du piston et la distance de déplacement théorique de la voiture est de 1 à 26, ce qui signifie que pour chaque centimètre que le piston se déplace vers l'avant, la voiture devrait se déplacer de 26 centimètres vers l'avant.
Quel est le concept derrière la version améliorée du dragster à vide montrant deux seringues ?
-La version améliorée du dragster à vide utilise deux seringues pour produire une force avant de 80 newtons chacune, équivalente à suspendre un poids de 16 kilogrammes de l'axe imprimé en 3D, produisant 0,76 newton-mètres de couple transféré via un rapport de courroie de 1 à 5.
Quel est le défi rencontré lors de la conception du dragster à vide avec deux seringues ?
-Le défi rencontré est la gestion de l'instabilité et de la perte d'énergie due à un manque de poignet, même avec un chauffage de pneus assisté, ce qui rend difficile l'établissement de temps record.
Quel est le rôle des projets Kiwiko dans l'éducation des enfants ?
-Les projets Kiwiko aident à exposer les enfants aux concepts de science, de technologie, d'ingénierie, d'art et de mathématiques de manière engageante et amusante, en fournissant des projets pratiques et bien conçus avec des instructions claires et un magazine éducatif.
Comment les projets Kiwiko peuvent-ils aider à équilibrer l'activité de l'écran en période de cours virtuels ?
-Les projets Kiwiko sont une excellente activité pratique pour équilibrer l'excès de temps passé devant l'écran lors des cours virtuels, en offrant une expérience concrète et éducative.
Quels sont les avantages de l'abonnement Kiwiko et comment obtenir une réduction ?
-Les avantages de l'abonnement Kiwiko incluent la livraison régulière de projets variés et éducatifs. Les téléspectateurs du canal peuvent obtenir 20% de réduction sur les abonnements et tout dans la boutique Kiwico en visitant kiwico.com/tomstanton.

Outlines

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🚗 La puissance de la pression atmosphérique

Le script décrit comment la pression atmosphérique, malgré son omniprésence, est difficile à comprendre pleinement. L'auteur illustre cela en montrant que plus de 30 kg d'air pèsent sur un cube Rubik, créant une force de près de 300 newtons sur chacune de ses faces. Pour expérimenter cette force, on utilise un seringue : en poussant le piston jusqu'au bout, en expulsant tout l'air et en scellant la fin, on peut créer un vide et ainsi lutter contre la pression atmosphérique. L'auteur a construit une voiture qui utilise cette force pour se déplacer sur une longue distance, malgré une petite distance de retrait du piston. Il envisage ensuite de construire une voiture dragster alimentée par le vide, en utilisant la rapidité avec laquelle le piston du seringue se contracte.

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🎥 Remerciements et soutien du public

Dans le deuxième paragraphe, l'auteur remercie les téléspectateurs pour leur soutien, invitant ceux qui apprécient la vidéo à laisser un pouce en l'air et à s'abonner au canal. Il exprime une reconnaissance particulière envers les contributeurs de Patreon, soulignant qu'il ne pourrait pas réaliser ces projets sans leur aide. L'auteur conclut en remerciant à nouveau les téléspectateurs et annonce qu'il les reverra dans la prochaine vidéo.

Mindmap

Keywords

💡pression atmosphérique

La pression atmosphérique est la force exercée par l'air sur une surface donnée. Elle est omniprésente mais difficile à comprendre pleinement. Dans la vidéo, elle est illustrée par le poids de l'air au-dessus d'un cube Rubik, qui représente environ 30 kilogrammes et engendre une force de 300 newtons sur chaque face. Cette notion est centrale car elle sert de force motrice pour le 'dragster' à vide construit dans la vidéo.

💡système à courroie et à poulie

Le système à courroie et à poulie est un mécanisme utilisé pour transférer le mouvement et modifier le rapport de force. Dans le script, il est employé pour convertir la force de la pression atmosphérique en couple de rotation, permettant au 'dragster' de parcourir une distance plus grande que celle de l'avancée du piston. Le rapport de couple est de 1 à 3, ce qui signifie que pour chaque rotation de la grande poulie, l'axe arrière tournera trois fois.

💡rapport de piston

Le rapport de piston fait référence à la relation entre la distance que le piston se déplace dans la seringue et la distance que le véhicule parcourra. Dans le script, il est mentionné que le rapport de piston à distance de voyage théorique du véhicule est de 1 à 26, ce qui signifie que pour chaque centimètre de déplacement du piston, le véhicule se déplace de 26 centimètres.

💡sérum

Un sérum est un liquide utilisé pour remplir une seringue et qui, dans la vidéo, sert à créer un vide en expulsant l'air de celle-ci. Ce vide permet d'illustrer la force de la pression atmosphérique lorsqu'on tente de ramener le piston dans la seringue contre cette pression.

💡voiture à propulsion par vide

La voiture à propulsion par vide est le projet principal de la vidéo. Elle est conçue pour être propulsée par la force de la pression atmosphérique lorsqu'un vide est créé dans une seringue. L'idée est de transformer la force de cette pression en mouvement pour faire avancer la voiture sur une distance significative.

💡rapport de transmission

Le rapport de transmission est la relation entre le nombre de rotations effectuées par les roues motrices et le déplacement du piston. Dans le script, il est indiqué que ce rapport est plus élevé que celui des pouies, ce qui rend le mouvement des roues plus rapide que le déplacement du piston.

💡kiwiko

Kiwiko est une entreprise mentionnée dans la vidéo qui propose des projets pratiques pour enfants, visant à enseigner des concepts de science, de technologie, d'ingénierie, d'art et de mathématiques de manière engageante et amusante. Les kits de Kiwiko sont utilisés pour illustrer les avantages mécaniques et sont sponsorisés dans cette vidéo.

💡avantage mécanique

L'avantage mécanique est la capacité d'un système mécanique à augmenter la force ou à changer la direction de cette force. Dans le script, il est utilisé pour expliquer comment les systèmes à courroies et aux pouies, ainsi que les grues, peuvent multiplier la force de la pression atmosphérique pour effectuer des tâches plus lourdes, comme hisser des objets lourds.

💡grue

Une grue est un équipement de levage utilisé pour hisser de lourds objets. Dans le script, elle est utilisée comme exemple pour montrer comment l'ajout de pouies peut augmenter l'avantage mécanique, permettant à la grue de soulever des charges plus lourdes.

💡véhicule à double seringue

Le véhicule à double seringue est une version améliorée du 'dragster' à vide, qui utilise deux seringues pour augmenter la force de propulsion. Dans le script, cette version est capable de produire une force de 80 newtons avec chaque seringue, ce qui équivaut à suspendre un poids de 16 kilogrammes au petit axe imprimé en 3D.

💡patinage

Le patinage fait référence à la capacité des roues d'un véhicule à glisser ou à tourner librement. Dans la vidéo, le manque de adhésion des pneus humides rend le véhicule instable et engendre des pertes d'énergie, ce qui rend difficile de réaliser des temps record, malgré l'utilisation de systèmes de chauffage de pneus assistés.

Highlights

Atmospheric pressure exerts a strong force, with over 30 kilograms of air above a Rubik's cube, producing nearly 300 newtons of force on each face.

A syringe can be used to experience atmospheric pressure by creating a vacuum and fighting against the atmospheric pressure.

The creator previously built a car powered by atmospheric springing force, translating large force over a short distance into smaller force over a longer distance.

The syringe's piston diameter and length are crucial for determining the design of a vacuum-powered dragster.

A belt and pulley system can convert torque into increasing the range of the car's travel.

The pulley ratio of one to three allows the rear axle to rotate three times for every rotation of the large pulley.

The overall ratio of piston travel distance to theoretical car travel distance is 1-26.

The dragster design includes radio-controlled car wheels, front wheels, and a release lever for acceleration.

A rear wing is added to complete the dragster's look.

A version of the car with two syringes produces a forward force of 80 newtons each, equivalent to suspending a 16-kilogram weight.

The car's torque is transferred via a 1 to 5 belt ratio, resulting in 0.15 newton meters of torque at the rear wheels.

The dragster faces challenges with instability and wasted energy due to a lack of grip.

The weight of the air above can be converted into usable forward motion by combining a syringe with a belt and pulley system.

Kiwiko crates demonstrate mechanical advantage in lifting heavy objects, such as in cranes.

Kiwiko's hands-on projects are beneficial for exposing kids to STEM concepts in a fun and engaging way.

Kiwiko crates include build instructions and an educational magazine with additional information on the science involved.

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