Construire une grue capable de soulever une charge à partir du sol, à l’aide d’énergie potentielle mécanique.

Pour réussir le défi, votre grue devra soulever et maintenir la charge à une hauteur déterminée pendant au moins 3 secondes. Pour maximiser votre pointage, il vous faudra optimiser le rapport de poids entre la charge et la grue. Le multiplicateur M permet aussi d’augmenter votre pointage. À vous maintenant de tenter de remporter le défi !

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PointageLe pointage

Voici les conditions qui permettent de déterminer la valeur du multiplicateur M :

(C1) La grue place la charge entièrement dans le volume de la zone de dépôt et la charge reste dans ce volume pendant au moins 3 secondes.

(C2) La grue est entièrement au-dessus du niveau de la surface supérieure du contreplaqué avant la mise en marche.

  • Si aucune des conditions n’est respectée, alors M =1000.
  • Si seule la condition (C1) est respectée, alors M = 2000.
  • Si seule la condition (C2) est respectée, alors M = 4000.
  • Si les conditions (C1) et (C2) sont respectées, alors M = 8000.

Le concours se déroulera en deux rondes : une ronde de qualification, lors de laquelle les quatre meilleures équipes seront retenues pour participer à la ronde finale. Pour déterminer le grand gagnant du concours, le résultat de la ronde de qualification sera additionné au quart du résultat de la ronde finale. En cas d’une égalité du pointage, l’équipe ayant la grue la plus légère lors de la ronde finale l’emportera.

Les poids de la charge et de la grue seront déterminés à l’aide d’une balance graduée en grammes. Le pointage sera arrondi à l’unité près.

Les définitions

La charge : objet qui a été fabriqué par l’équipe et qui doit être soulevé par la grue.

La grue : dispositif qui est formé de tout ce qui n’est pas la charge, ni l’aire de jeu, et qui contribue à la réalisation du défi.

L’aire de jeu

L’aire de jeu est constituée d’une table, d’un contreplaqué, d’un contrepoids et du sol.

Aire de jeu

1.1 Une table pliante (30 po de large sur 72 po de long) soutient le contreplaqué.

1.2 Le contreplaqué (¾ po fini des 2 cotés) a une dimension de 50,0 cm x 121,9 cm
(4 pi) et il est déposé en porte-à-faux sur la table. Sa surface supérieure doit être à une hauteur de 80,0 cm par rapport au sol. Cette hauteur est ajustée par des calles placées sous les pattes de la table. Le contreplaqué comporte deux zones : la zone d’arrimage et la zone de dépôt.

a. La zone d’arrimage est une surface qui mesure 25,0 cm x 25,0 cm, d’où dépassent 4 tiges filetées de 3,1 cm (¼ 20 x 2 po de long). Quatre écrous papillon sont disponibles au besoin.

b. La zone de dépôt est un volume qui mesure 25,0 cm x 25,0 cm x 90,0 cm. C’est l’endroit où la grue doit placer la charge afin de remplir la condition (C1).

Ces zones sont limitées par 2 languettes de ruban adhésif noir de ¾ po. L’une de ces languettes mesure 50,0 cm de long, sépare ces zones du reste du contreplaqué et est située à l’intérieur de ces zones. L’autre languette mesure 25,0 cm de long et sépare les deux zones entre elles. Elle est installée à l’intérieur de la zone de dépôt.

1.3 Le contrepoids a une masse de 1000 g. Il est constitué d’une bouteille de boisson gazeuse étanche de 2 litres contenant la quantité d’eau appropriée. Il repose sur le contreplaqué comme il est indiqué sur le schéma.

1.4 Toutes les dimensions sont précises à ± un millimètre.

Informations importantes

Consultez les vidéos représentant les conditions pour obtenir les différentes valeur de M :

Ci-dessous, les images du kit de vis et d’écrous papillon pour l’assemblage de la piste :

Image 1
Image 1 : vis, écrou papillon et rondelle de frein selon le montage qui sera utilisé lors de la finale nationale

Image 2
Image 2 : vue du dessus de la tige filetée

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Image 3 : vue de la zone d’arrimage

Règlement

Une équipe peut se voir retirer le droit de participer à la compétition ou être disqualifiée si elle transgresse une ou plusieurs des règles suivantes :

2.1   La seule source d’énergie permise est l’énergie potentielle mécanique.

2.2   La grue et la charge doivent avoir été fabriquées par les membres de l’équipe.

2.3   La mesure du poids de la charge sur la balance doit être inférieure ou égale à 2000 g.

2.4   En tout temps, aucune partie de la grue ou de la charge ne doit dépasser une hauteur de 90,0 cm au-dessus du contreplaqué (sauf pour la ronde finale).

2.5   Avant l’action de mise en marche, lorsque l’équipe déclare à l’arbitre qu’elle est « prête », les conditions suivantes doivent être respectées :

a. Les points de contact entre l’aire de jeu et la grue doivent être situés exclusivement dans la zone d’arrimage.
b. La charge ne doit pas dépasser 10,0 cm à partir du sol.
c. La charge ne peut pas être placée sous la table.
d. La charge doit être en contact avec le sol.
e. Seule la charge peut être en contact avec le sol.
f. La charge ne peut contenir aucune énergie autre que sa propre énergie potentielle gravitationnelle.
g. Toute l’énergie potentielle mécanique (à l’exception de celle permise au point f) doit être emmagasinée dans la grue.
h. L’équipe ne doit plus toucher ni à la grue ni à la charge.

2.6   La mise en marche de la grue doit être effectuée à partir d’une seule action, d’une seule main. L’utilisation d’un outil est permise.

2.7   L’énergie fournie par l’action de mise en marche ne doit pas influencer ni favoriser la performance de la grue.

2.8   Après l’action de mise en marche, pendant l’essai officiel :

a. La grue doit être autonome.
b. La grue dispose de 60 secondes pour compléter l’essai officiel.
c. La charge doit demeurer en un seul morceau.
d. Les masses de la charge et de la grue ne doivent pas changer.
e. La charge doit être soulevée pendant au moins trois secondes au-dessus du niveau de la surface supérieure du contreplaqué pour que l’équipe s’inscrive au pointage.

2.9   Après l’essai officiel :

a. Le contreplaqué doit reposer uniquement sur la table.
b. Il doit être possible de déterminer séparément les poids de la grue et de la charge avec un minimum de manipulations.

2.10   Le fonctionnement et les composantes de la grue ne doivent présenter aucun danger pour les personnes, ni risquer d’endommager l’aire de jeu et les lieux de la compétition.

2.11   La grue, la charge, les outils, ainsi que le reste du matériel technique doivent être contenus dans une ou deux boîtes distinctes de papier de 5 000 feuilles 8 ½ x 11 po. Les boîtes doivent se refermer à leurs dimensions d’origine.

Les organisateurs des finales locales peuvent adapter les modalités relatives à la finale nationale. Il est cependant recommandé de respecter, autant que possible, les règlements tels qu’ils seront appliqués au cours de la finale nationale. Le comité directeur de Science, on tourne ! n’est pas responsable des changements apportés aux règlements au moment des finales locales.

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