Comment jouer à Lanceur à ressort
- Choisis un essai et lis sur la carte le ressort, la compression et ce qu'il lance.
- Le ressort stocke ½·k·x², avec x en mètres. Sans frottement, tout devient mouvement ou hauteur.
- Tape ta prédiction et appuie sur Démarrer. Un repère orange montre ta vitesse, ta hauteur ou ta compression.
- Regarde les barres d'énergie : le total reste le même pendant qu'elle passe du ressort au mouvement puis à la hauteur.
Quelle énergie un ressort stocke-t-il ?
Comprimer un ressort demande une force de plus en plus grande, F = k·x, donc le travail fourni, l'énergie stockée, est l'aire sous cette force croissante : ½·k·x². Quand on le lâche, le ressort transmet cette énergie à ce qu'il pousse. Sur une table horizontale, tout devient mouvement, ½·m·v², donc la vitesse de départ vaut v = x·√(k ÷ m). Vers le haut, le mouvement devient hauteur pendant que l'objet monte, jusqu'à ce que m·g·h égale ce qu'avait stocké le ressort. Comme l'énergie varie comme le carré de la compression, comprimer deux fois plus stocke quatre fois plus d'énergie et envoie une fusée quatre fois plus haut. Cela marche aussi à l'envers : un chariot qui percute un butoir à ressort le comprime jusqu'à ce que toute son énergie de mouvement soit stockée, puis le ressort le renvoie. Arcs, catapultes, bâtons sauteurs et trampolines stockent l'énergie ainsi, et les butoirs en bout de voie arrêtent les trains de cette façon.
Un modèle d'apprentissage ciblé
Il n'y a ni frottement ni résistance de l'air, et les ressorts n'ont pas de masse. Les hauteurs sont mesurées depuis l'endroit où la fusée repose sur le ressort comprimé, et la poussée ne dure que quelques centièmes de seconde, trop vite pour être montrée. La table du flipper est horizontale et son couloir mesure 4 m. Les deux fusées sont montrées 1,5 fois plus vite et le chariot au ralenti, à demi-vitesse, pour voir le ressort se comprimer. Une réponse à 2 % près est juste. g = 9,8 m/s².