Comment fonctionne une voiture à friction?

Les voitures à frictions sont des modèles réduits de voitures. Il faut frotter la voiture sur le sol, la soulever et la reposer. Elle avance toute seule grâce à un mécanisme interne.

Les roues arrière de la voiture sont reliées à un train d'engrenage. Celui-ci surmultiplie la vitesse de rotation des roues, et la transmette à un " volant " : une lourde pièce métallique. Le volant a une forte inertie : il faut fournir beaucoup d'énergie pour le mettre en mouvement (ce que l'on fait en frottant la voiture sur le sol), et une fois qu'il est lancé, il faut beaucoup de temps pour qu'il s'arrête.

Quand on soulève la voiture, on peut entendre le volant qui continue à tourner tout seul. Quand on repose la voiture, le train d'engrenage retransmet le mouvement du volant aux roues arrière de la voiture, qui peut ainsi parcourir de longues distances avant de s'arrêter.

Pour en savoir plus

Les engrenages :
Les engrenages sont des roues dentées qui s'emboîtent les unes dans les autres. Quand une des roues tourne, elle entraîne dans son mouvement la roue voisine. La roue à qui on donne le mouvement initial est plus petite et a, par exemple, deux fois moins de dents que la roue qu'elle entraîne. Le temps qu'elle fasse un tour, l'autre roue en aura fait deux. Le deuxième engrenage tourne donc deux fois plus vite que le premier. En enchaînant plusieurs engrenages, on peut ainsi multiplier la vitesse de rotation des engrenages.

L'énergie cinétique :
Un corps en mouvement a une certaine énergie cinétique qui vaut ½ mv², où m est la masse de l'objet, et v sa vitesse.
Cette énergie se conserve. Par exemple une boule de billard qui percute une autre boule lui transmet sa vitesse. Dans un système physique parfait, un objet en mouvement ne s'arrêterait jamais. Cependant, dans le monde réel, il existe des " forces de frictions " (comme le frottement de la boule de billard sur le tapis de la table) qui freinent l'objet.
Le volant de la voiture à friction " stocke " l'énergie que l'on transmet à la voiture quand on la frotte par terre. L'objet est lourd et la vitesse est multipliée par le train d'engrenage, de sorte que l'énergie stockée est grande. Quand les roues de la voitures ne touchent pas le sol, les seuls frottements sont ceux su train d'engrenage, et le volant peut tourner pendant longtemps avant de s'arrêter. En posant la voiture par terre, on ajoute le frottement des roues de la voiture sur le sol.