Kit OPITEC « Circuit à billes en escalier »
Transformer un mouvement de rotation en un mouvement ascendant progressif
Transporter une bille d'acier à l'aide d'une manivelle et la laisser rouler en arrière
Concevoir soi-même un système de transmission mécanique
S'entraîner à scier, percer, coller et assembler avec précision
Comment une bille parvient-elle à monter marche après marche, sans qu'on ait à la...
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17.95 CHF
Délai de livraison : 3–5 jours ouvrables
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Kit OPITEC « Circuit à billes en escalier »
Construire un circuit à billes en bois à plusieurs niveaux – Comprendre la mécanique et la transmission du mouvement
Comment une bille parvient-elle à monter marche après marche, sans qu'on ait à la soulever ? Dans ce circuit à billes mécanique, c'est une construction réalisée soi-même qui se charge de cette tâche. À chaque tour de manivelle, la bille en acier est transportée progressivement vers le haut, avant de rouler sur une rampe inclinée en bois pour revenir à son point de départ.
En construisant ce circuit, les jeunes apprennent comment un mouvement de rotation est transformé en un mouvement de va-et-vient. Ce mécanisme particulier est obtenu grâce à des roues en bois disposées de différentes manières sur un même axe. Lorsque l’axe tourne, les éléments formant les marches se déplacent successivement vers le haut et vers le bas, faisant ainsi avancer la bille.
Les pièces sont fabriquées à partir de panneaux de contreplaqué, de baguettes de bois et d’une tige ronde, selon des gabarits et des plans de découpe. Les différents diamètres de perçage, les coupes à la scie précises et l’alignement minutieux des pièces exigent un travail minutieux. Pour la construction de l’arbre, des roues en bois de grande et de petite taille sont assemblées, percées et collées les unes aux autres.
Le montage de l’arbre mérite une attention particulière : les roues en bois doivent être correctement alignées afin que les éléments en escalier, qui seront insérés ultérieurement, fonctionnent dans le bon ordre. Les alésages des roulements dans le boîtier doivent également être positionnés avec précision pour que l’arbre puisse tourner facilement.
Une plaque de verre acrylique découpée est fixée à l’aide de vis et de rondelles en tant qu’élément de structure latéral. Les différentes marches en bois sont ensuite insérées dans l’ordre de longueur correct. On obtient ainsi un circuit à billes mécanique dont les mouvements peuvent être observés et étudiés directement.
Une fois le montage terminé, on insère la bille en acier fournie. En tournant la manivelle, on peut vérifier si la bille passe de manière fiable d’une marche à l’autre et revient à son point de départ par la piste de retour.
Possibilité d'extension : conformément à la notice de montage, le circuit à billes à marches est prévu pour accueillir un kit d'entraînement disponible séparément (n° 124362). Lors de l’installation de cette extension, il n’est pas nécessaire de scier à ras l’arbre qui dépasse. Il est recommandé de vérifier la disponibilité du kit d’entraînement avant de passer commande.
Une notice de montage imprimée est fournie avec chaque kit commandé. De plus, la notice de montage au format PDF, comprenant les gabarits originaux et les plans de découpe, est disponiblegratuitement dans l'onglet « Téléchargements & Notices ».
Contenu de la livraison
Contenu : matériel pour 1 circuit à billes en escalier
1 panneau de contreplaqué, 400 x 300 x 8 mm – boîtier, manivelle et autres pièces de construction
6 baguettes en bois, chacune de 250 x 20 x 20 mm – éléments d'escalier et pièces du boîtier
2 baguettes en bois, chacune de 250 x 20 x 5 mm – pièces de guidage et de construction
1 tige ronde en bois, Ø 8 x 500 mm – arbre et éléments de liaison
10 roues en bois, chacune de Ø 40 x 10 mm – transmission mécanique du mouvement
11 roues en bois, chacune de Ø 20 x 10 mm – transmission mécanique du mouvement et manivelle
1 plaque en verre acrylique, 300 x 210 x 2 mm – élément de structure latéral
1 bille en acier, Ø 10 mm – bille de roulement
3 vis, Ø 2,9 x 9,5 mm – fixation du verre acrylique
3 rondelles, Ø 7 mm, Ø intérieur 3,2 mm – assemblages vissés
1 notice de montage imprimée
Non inclus : kit d'entraînement pour circuit à billes en escalier (n° 124362), en option pour l'extension et la motorisation. Veuillez vérifier la disponibilité.
Outils supplémentaires nécessaires
Scie de précision, scie à chantourner, forets hélicoïdaux (Ø 1, 3, 8 et 8,5 mm), foret Forstner (Ø 15 mm), poinçon, tournevis, règle, crayon, ciseaux, papier de verre, colle à bois et ruban adhésif.
Des dispositifs de serrage adaptés sont nécessaires pour percer et scier en toute sécurité.
Remarque concernant la préparation : la notice de montage contient plusieurs gabarits originaux et plans de découpe à l'échelle 1:1 ou 1:2. Veillez à respecter les échelles indiquées lors de l'impression.
Les principaux avantages
Comprendre la transmission du mouvement : le mécanisme fabriqué par vos soins montre comment un mouvement de rotation est transformé en un mouvement ascendant progressif.
S'entraîner à travailler avec précision : le sciage, le perçage, le ponçage et le collage exigent des mesures minutieuses, une fabrication sur mesure et un alignement précis.
Étudier les relations mécaniques : les roues en bois disposées de différentes manières montrent comment l'ordre et la position des composants influencent le fonctionnement.
Découvrir le dépannage de manière pratique : lors des essais, les apprenants comprennent pourquoi un arbre tournant sans à-coups, des paliers bien usinés et des crans correctement positionnés sont essentiels.
Utilisation interdisciplinaire : en cours de physique, il est possible d’étudier le mouvement de rotation, la transmission de force et les séquences de mouvement. En cours de mathématiques, les dimensions, les positions de perçage et la disposition des composants offrent des occasions d’apprentissage supplémentaires.
Pour l'école et l'enseignement
Niveau scolaire : à partir de la 7e
Âge : à partir de 12 ans
Durée du travail : 10 à 12 heures de cours
Domaine d'apprentissage : travaux manuels et technologie – mécanique, travail du bois et transmission du mouvement
Domaines de compétences :
Techniques manuelles de base
Mécanique et transmission du mouvement
Compréhension technique
Conseil pédagogique : comment la bille remonte-t-elle ?
Avant la construction, les élèves étudient comment les mouvements peuvent être transmis mécaniquement. Un croquis simple de la construction aide à mettre en correspondance l'arbre, les roues en bois, les paliers et la manivelle.
Exercice d'observation : une fois la construction terminée, les élèves tournent lentement la manivelle et suivent le parcours de la bille d'acier. Quel niveau se déplace en premier ? Pourquoi les roues en bois doivent-elles être orientées différemment ? Quelles sont les conséquences d'un niveau mal placé ?
Différenciation : les élèves moins expérimentés bénéficient d’un accompagnement pour percer les roues en bois et aligner l’arbre. Les plus avancés analysent les dysfonctionnements possibles et proposent des solutions.
Conseil de préparation : la fabrication peut être divisée en ateliers dédiés au sciage, au perçage, au ponçage et au montage. Il convient notamment de contrôler minutieusement les alésages du palier d’arbre et la disposition correcte des roues en bois avant de coller entièrement le boîtier.
Idées de projets adaptés : les supports pédagogiques OPITEC consacrés à l’atelier des roues dentées et à la transmission du mouvement constituent une introduction complémentaire aux entraînements mécaniques. Pour approfondir les connaissances sur les outils, il est possible d’utiliser le « permis de perçage » gratuit, notamment pour préparer les travaux de perçage de précision.
Fiche technique
| Caractéristique du produit: | fonctionnel, mobile |
|---|---|
| Dimensions: | ca. 310 x 100 x 240 mm |
| Domaine d'apprentissage: | Travaux manuels et techniques |
| Domaine de compétence: | Connaissances techniques, Mécanique et transmission du mouvement, Techniques artisanales de base |
| Marque: | OPITEC |
| Matériel: | Bois |
| Niveau scolaire: | 7e année |
| Taille du paquet: | 1 Stk |
| Technique de travail: | Découpe à longueur, Leimen, Mesurer/mesurer, Meulage, Monter, Perçage, Scies, Tracer, Visser, perçage |
| Temps de travail: | 10-12 |
| Travaux nécessaires avec: | Colle, Crayon, Forets, Lime, Règle/équerre, Schraubendreher, Scie |
| Type de modèle: | Circuit à billes |
| Type de produit: | Kit de mélange de matériaux |
| Âge: | 12+ |
| GTIN/EAN : | 4015367124371 |
