Inventés par Elisha Otis en 1852, les ascenseurs illustrent divers principes scientifiques intéressants. Un projet scientifique d'ascenseur modèle peut aider les élèves à comprendre des phénomènes tels que la gravité, les poulies et les contrepoids. De plus, les ascenseurs peuvent illustrer la deuxième loi du mouvement d'Isaac Newton. Cette loi dit que lorsqu'une force agit sur un objet, elle s'accélère.
Élévateur de caisse simple
Un modèle d'ascenseur simple peut être fabriqué à l'aide d'un long morceau de ficelle attaché à une boîte en carton posée sur une table. Découpez un petit trou au milieu du haut de la boîte et insérez la ficelle. La ficelle doit être nouée à l'intérieur de la boîte afin qu'elle ne sorte pas du trou. La ficelle doit être suffisamment longue pour que vous puissiez abaisser et relever l'élévateur du côté opposé de la table. Coupez deux rabats pour qu'il ne reste que deux rabats, ressemblant à des portes d'ascenseur. Un élève doit aller de l'autre côté de la table et tenir la ficelle pendant que l'autre abaisse la boîte hors de la table. Les élèves peuvent à tour de rôle abaisser et soulever l'ascenseur. Ce projet aide les étudiants à comprendre le mouvement de haut en bas d'un ascenseur. Expliquez aux élèves qu'il faut plus de force pour monter un ascenseur que pour l'abaisser, car la gravité tire les choses vers le bas.
Un ascenseur à broches
Tous les projets d'expo-sciences décrivent l'utilisation de broches et d'un contrepoids pour créer un ascenseur fonctionnel. Fixez quatre broches au sommet d'un morceau de contreplaqué à l'aide de clous. Assurez-vous d'espacer les broches uniformément sur le dessus et étiquetez-les "a", "b", "c" et "d" de gauche à droite. Fixez deux autres broches au bas de votre contreplaqué sous les deux broches supérieures gauches et étiquetez-les "e" et "f" de gauche à droite. Il devrait y avoir au moins 3 pieds d'espace entre les broches supérieure et inférieure. Attachez un morceau de ficelle en haut et un en bas d'une petite boîte en carton qui sera votre cabine d'ascenseur. La chaîne du bas doit boucler autour des broches "f", "e", "a" et "b" dans cet ordre. Attachez cette ficelle en haut de la boîte. L'autre corde doit s'enrouler autour de "c" et "d" et l'extrémité libre doit être attachée à un contrepoids qui pendra du côté droit de votre contreplaqué. Tourner la broche "a" fera monter et descendre votre cabine d'ascenseur. Des contrepoids sont utilisés pour équilibrer le poids dans le wagon couvert afin qu'il puisse se déplacer facilement et ne tombe pas au sol.
Une boîte dans une boîte
Obtenez une grande boîte pour agir comme un bâtiment et une plus petite pour agir comme l'ascenseur dans le bâtiment. Faites deux petits trous dans le haut de la plus petite boîte et insérez un morceau de ficelle. Faites des nœuds dans la ficelle à l'intérieur de la boîte pour qu'elle ne glisse pas à travers. Fixez deux boulons en U sur le côté intérieur du haut de la grande boîte et fixez-les avec des écrous sur le dessus extérieur de la boîte. Assurez-vous d'espacer les boulons en U uniformément afin que le plus petit wagon couvert puisse s'accrocher sans heurter le côté de la plus grande boîte. Faites passer une corde dans les boulons en U et attachez une extrémité à la ficelle de la plus petite boîte et l'autre extrémité à un contrepoids. Mettez de petits objets dans le wagon couvert et utilisez différents contrepoids pour trouver les meilleures combinaisons pour que votre ascenseur fonctionne en douceur. Selon Fun Stuff My Dad Makes, ce modèle montre également l'importance du contrepoids, qui est nécessaire pour que la boîte intérieure ne s'écrase pas au sol.
Système de poulie
Les poulies peuvent être fabriquées à l'aide d'une petite roue montée sur un axe maintenu dans un cadre. Une poulie composée se compose de deux poulies, et un palan se compose de plusieurs poulies travaillant ensemble. Attachez une poulie composée à une poutre en bois dans une porte ou un garage. Un seau rempli de jouets, de blocs ou de sable peut être attaché à la corde de la poulie. Essayez de soulever un seau du sol en utilisant l'extrémité libre de la corde. Essayez la même chose en utilisant un système de poulies à poulies et à palan et comparez les résultats. Les poulies sont utilisées pour aider à réduire la force nécessaire pour soulever quelque chose ou quelqu'un. Cela signifie qu'il est plus difficile de soulever quelque chose sans poulie.