Lance patate explosif

De Wikidebrouillard.

Version du 23 août 2016 à 15:25

Présentation de l'expérience

Une patate peut-elle voler ? Ce "lance patate explosif" va vous permettre de lancer des pommes de terre sans effort grâce à un simple aérosol.

Attention !! la réalisation de cette expérience peut être dangereuse !! Le patator, lance patate, bazooka à patate, ou peu importe son nom, est classé arme de catégorie VII par la loi française. De ce fait, son utilisation n'est autorisée qu'en terrain privé et stand de tir, et son transport n'est libre que démonté. Son utilisation est interdite aux mineurs.

Matériel

• grosse patate
• tube carton résistant
• bouteille plastique de faible contenance (moins d'1L)
• aérosol
• grosse pile (4,5V ou 9V)
• spirale inox (qui sert habituellement à gratter les casseroles sales)
• allumette
• 2 trombones
• bouchon de bouteille de vin
• 2 fils électriques de 40 cm au moins
• ruban adhésif
• cutter
• couteau

L'expérience

Attention !! La réalisation de cette expérience peut être dangereuse !! Le patator, lance patate, bazooka à patate, ou peu importe son nom, est classé arme de catégorie VII par la loi française. De ce fait, son utilisation n'est autorisée qu'en terrain privé et stand de tir, et son transport n'est libre que démonté. Son utilisation est interdite aux mineurs.

La manipulation (2 étapes)

- Construction de l'allumeur

Le but de l'allumeur est de créer une flamme dans la bouteille.

• Découper 2 morceaux dans le bouchon. Leur taille doit leur permettre de se loger à l'intérieur des trombones.
• Assembler les 2 trombones grâce aux morceaux découpés. (attention, les trombones doivent être dans le même sens)
• Relier chacun des fils électrique à 1 trombone.
• Couper le bâton de l'allumette à un demi centimètre de la tête.
• Coincer le morceau d'allumette entre les 2 morceaux de bouchon (tête vers le haut)
• Couper un petit morceau de fil dans la spirale (3 cm environ)
• L'opération qui suit est la plus délicate : Il faut réussir à faire un tour de la tête d'allumette avec le fil, tout en l'attachant aux 2 trombones. (Pour l'attacher, on le pince sur chacun des trombones) Remarque : il faut absolument que le fil touche les 2 trombones et la tête de l'allumette !
• Pour produire une flamme, connecter chaque fil de courant sur un contact de la pile.

- Construction du lanceur

Le but du lanceur est, comme son nom l'indique, de lancer la patate.

• Fermer l'une des ouvertures du tube avec du ruban adhésif.
• Placer la bouteille dans le tube, ouverture vers le coté de tube ouvert.
• Placer l'allumeur dans la bouteille en laissant sortir les fils de courant.
• Attacher les fils de l'allumeur sur le tube avec du ruban adhésif. (pour éviter qu'en sortant de la bouteille, le gaz projette l'allumeur en feu dans votre direction)
• Effectuer une brève pulvérisation vers l'intérieur de la bouteille avec l'aérosol. (si la pression est trop longue, l'expérience ne fonctionnera pas, car la bouteille ne contiendra que du gaz, et il faut un mélange d'air et de gaz pour que l'explosion aie lieu)
• Placer un morceau de patate dans l'ouverture de la bouteille.
• Orienter l'ouverture de la bouteille vers le ciel.
• Eloigner l'aérosol
• Procéder au lancement en allumant l'allumeur.
• Attention, le tube est la pour vous protéger en cas d'éclatement accidentel de la bouteille, pour fixer l'allumeur et stabiliser la bouteille : ne pas réaliser l'expérience sans le tube !

Que voit-on ?

• L'allumeur prend feu dans la bouteille.
• Une explosion se produit.
• Le morceau de pomme de terre vole !

Cette expérience peut devenir dangereuse si le volume de la bouteille est trop important. Elle est aussi assez bruyante. Nous conseillons fortement de la réaliser en extérieur loin de tout élément cassant. Attention à ne jamais diriger la sortie de la bouteille vers un être vivant.

Explications

De manière simple

Pourquoi l'allumeur prend feu ?

Une pile est comme 2 bassins, l'un rempli d'eau, l'autre vide. Quand on place un tuyaux entre les 2 bassins, il y a transfert d'eau. Le transfert est plus ou moins rapide selon la taille des tuyaux. Ici, les fils comme les trombones peuvent être assimilés à de gros tuyaux. Les trombones, étant en contact avec les fils, il forment 1 seul gros tuyaux. Le petit fil étant attaché aux trombones, il poursuit le tuyau. Mais par contre, vu sa dimension très petite, il a beaucoup de mal à acheminer l'eau, et donc c'est lui qui limite le débit d'eau.

En limitant le débit, il chauffe énormément jusqu'à devenir rouge. Il crée ce que l'on appelle un court-circuit. C'est à ce moment qu'intervient notre tête d'allumette. Elle est très sensible à la chaleur et en contact avec le fil : elle prend feu immédiatement. Voici donc d'où vient la flamme.

Que se passe-t-il dans la bouteille ?

L'allumeur que nous avons placé dans la bouteille est la pour enflammer le gaz que l'aérosol à libéré. Quand ce gaz prend feu, il a besoin d'un seul coup de plus de place. Le problème pour lui, c'est que nous l'avons emprisonné dans la bouteille.

Sa seul solution pour sortir est donc de pousser la patate vers l'extérieur : ce qu'il fait.

Questions sans réponses

• Pourquoi les fils de l'allumeur ne fondent pas lors de l'explosion ?

• La pile se vide vite lorsqu'elle est en court circuit. En combien de temps va-t-elle se vider ?

Allons plus loin dans l'explication

• Le petit morceau de fil métallique chauffe car il est en court circuit : [1].

• Gaz utilisés dans les aérosols : [2]

• Allumettes, composition de la tête : [3]

Ces liens amènent vers l'encyclopédie en ligne Wikipédia.

Liens avec d'autres expériences

Expériences sur Wikidébrouillard

• Expériences avec une pomme de terre

Ailleurs sur le web

• vidéo d'un lance patate sur Canal U : propulsion par réaction

Applications : liens avec le quotidien

Cette expérience vous montre qu'il faut être prudent avec les aérosols. Nous n'avons utilisé ici qu'un tout petit volume de gaz propulseur, imaginez quand la bouteille entière est soumise à de la chaleur !

Vous avez aussi pu découvrir l'effet d'un court-circuit avec une faible puissance. La même chose peut se produire avec des puissances beaucoup plus grandes, et dans ce cas le fil qui limite le débit d'électricité peut être celui qui se trouve dans les murs de votre maison ! d'où l'importance d'avoir une installation électrique en bon état.

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