Simple Machines: Gears Lab
Simple Machines: Gears Lab — Apprenez les leviers, les poulies et l’avantage mécanique en 3D
Simple Machines: Gears Lab est une application Android gratuite et un simulateur de physique en 3D pour apprendre les machines simples : leviers, engrenages, poulies, rampes, vis et coins, chacun présenté dans une scène que vous pouvez faire pivoter, agrandir et exécuter. Un dynamomètre en temps réel indique l’effort nécessaire et l’avantage mécanique, calculé à partir de la relation donnée dans les manuels pour cette configuration précise, plutôt qu’à partir d’un chiffre inventé pour faire joli.
- Prix
- Gratuit, mise à niveau Pro
- Plateformes
- Android maintenant, bientôt sur iPhone
- Langues
- 10
On n’obtient jamais quelque chose sans contrepartie.
Rapprochez le point d’appui d’un levier de la charge : la force nécessaire diminue, mais votre extrémité de la barre doit parcourir une plus grande distance. Le laboratoire vous permet de ressentir et de lire sur un cadran ce compromis entre force et distance, plutôt que de retenir une simple phrase.
Ce que c’est
Simple Machines: Gears Lab est une application Android gratuite qui vous apprend le fonctionnement des leviers, des engrenages, des poulies, des plans inclinés, des vis et des coins, grâce à des scènes en 3D que vous pouvez faire pivoter et exécuter. Elle propose 31 leçons réparties en cinq unités, un dynamomètre et un affichage de l’avantage mécanique calculé par un solveur utilisant huit relations tirées des manuels, un Laboratoire avec des établis à énigmes et un Atelier pour construire votre propre machine. Une version iPhone est prévue.
Dans l’application
À quoi elle ressemble
Contexte
Que sont les machines simples et que signifie l’avantage mécanique ?
Les machines simples sont des dispositifs élémentaires qui modifient l’intensité ou la direction d’une force, afin qu’un faible effort puisse déplacer une charge plus importante. L’avantage mécanique est le rapport entre la charge déplacée par une machine et l’effort que vous appliquez. Un rapport de 3 signifie que vous poussez avec une force égale au tiers du poids de la charge. La contrepartie est que les machines ne créent pas d’énergie : gagner en force signifie que votre extrémité doit parcourir une plus grande distance. C’est le principe qui sous-tend chaque levier, poulie et rampe.
Leviersbras de l’effort sur bras de la charge
Un levier est une barre rigide qui tourne autour d’un point d’appui. Dans le cas idéal, l’avantage mécanique est égal à la longueur du bras de l’effort divisée par la longueur du bras de la charge : déplacer le pivot modifie donc la difficulté ressentie. Les leviers du premier, du deuxième et du troisième genre se distinguent par la position du point d’appui, de la charge et de l’effort.
Engrenagesrapports du nombre de dents
Les roues dentées en prise transmettent un mouvement de rotation. Compter les dents donne le rapport de transmission : lorsqu’un engrenage en entraîne un plus grand, la vitesse diminue au profit du couple, et un train d’engrenages multiplie les rapports de chaque paire.
Pouliescorde et direction
Une poulie fixe ne fait que changer la direction de la traction. Une poulie mobile répartit la charge entre les brins de la corde, ce qui réduit la force avec laquelle vous tirez, mais augmente la longueur de corde tirée. Un palan en combine plusieurs.
Rampes, vis et coinsla famille des plans inclinés
Une rampe plus longue et moins inclinée demande moins de force sur une plus grande distance. Une vis est une rampe enroulée autour d’un cylindre, et un coin est une rampe mobile qui sépare ou soulève un matériau.
Fonctionnement
Fonctionnement d’une leçon
Chaque leçon suit la même boucle : le nombre affiché sur le dynamomètre correspond donc toujours à une configuration que vous avez réalisée vous-même.
Lisez une courte explication
Chaque leçon propose une explication en français simple accompagnée d’un schéma, en abordant une idée à la fois, de la définition d’un levier à la manière dont des machines empilées multiplient leurs avantages.
Prévoyez, puis vérifiez
Un quiz ou une situation concrète accompagnée d’une explication détaillée vous demande ce à quoi vous vous attendez avant que le laboratoire n’affiche la réponse, par exemple l’effort économisé grâce à un bras de levier plus long.
Exécutez le laboratoire 3D
Ouvrez la scène correspondant à la machine, faites-la pivoter et pincez pour zoomer, puis touchez Exécuter et observez la mise à jour du dynamomètre et de l’avantage mécanique. Les mini-laboratoires à curseur recalculent les valeurs dès que vous les déplacez.
Contenu
Contenu de l’application
31
Leçons réparties en cinq unités
Leviers, Engrenages et Poulies, Rampes, Vis et Coins, Machines composées et Machines composées avancées, avec quatre projets finaux de type Ordre de mission.
3D
Un laboratoire de physique dans chaque leçon
Faites pivoter la scène, pincez pour zoomer, puis utilisez Exécuter et Réinitialiser dans la scène de la machine étudiée, avec un dynamomètre en temps réel.
8
Relations de l’avantage mécanique
Un solveur pour le levier, la roue et l’axe, l’engrenage, la poulie fixe, la poulie mobile, le plan incliné, la vis et le coin, enchaîné étape par étape pour les machines composées.
Laboratoire
Établis à énigmes
Un établi d’initiation aux leviers et six établis à énigmes où vous devez soulever la charge dans les limites d’un budget de force.
Atelier
Construisez votre propre machine
Choisissez l’un des huit types de machines, ajustez sa géométrie et son objectif, exécutez-la et vérifiez si elle fonctionne.
IA
Indices IA
Un indice lorsque vous êtes bloqué dans un laboratoire. Il ne s’active qu’après votre accord, et les utilisateurs de la version gratuite peuvent en débloquer jusqu’à 3 par jour en regardant une courte publicité vidéo.
Pour qui
À qui elle s’adresse — et à qui elle ne s’adresse pas
Cette application vous convient si vous
- Vous découvrez les machines simples en cours de physique ou de STEM et souhaitez les voir fonctionner
- Vous vous souvenez vaguement de la formule « bras de l'effort sur bras de la charge » et souhaitez en retrouver l'intuition
- Vous êtes un maker et souhaitez comprendre le fonctionnement d'un montage de poulies ou d'engrenages avant de le construire
- Vous êtes parent ou enseignant et recherchez un laboratoire pratique plutôt qu'une énième app de cartes mémoire
- Vous souhaitez réviser de manière conviviale les leviers, les engrenages et les poulies avant un test d'aptitude mécanique
Ce n’est pas le bon outil si vous
- Vous avez besoin d'une qualification en ingénierie ou d'un cours complet de préparation aux examens — l'app ne propose ni l'un ni l'autre
- Vous souhaitez concevoir de véritables structures — la physique est idéalisée et ignore les frottements dans la plupart des scènes
- Vous vous attendez à ce que tout soit gratuit : la première unité, le Lab et le Workshop sont gratuits, et Pro déverrouille les leçons restantes
- Vous avez besoin de l'app iPhone aujourd'hui — elle est prévue, mais pas encore disponible
Confidentialité
Un profil invité, sans inscription
L'app vous propose au départ un profil invité, et les leçons ainsi que les laboratoires 3D sont intégrés à l'app. Un indice IA n'est envoyé qu'après votre accord ; il transmet l'établi, le texte de la tâche et les valeurs de force affichées à l'écran au serveur du développeur, qui les transmet à un service d'IA tiers.
Tous les détails figurent dans la politique de confidentialité de CoddyKit.
Questions
Foire aux questions
Quelle est la meilleure façon d'apprendre les machines simples ?
Voir une machine fonctionner est plus efficace que de lire des explications à son sujet. Simple Machines: Gears Lab offre à chaque levier, engrenage, poulie, plan incliné, vis et coin une scène 3D que vous pouvez observer sous tous les angles et faire fonctionner, avec un dynamomètre qui se met à jour lorsque vous modifiez le montage. Une courte explication et une question de prédiction viennent d'abord, afin que vous vous engagiez sur une réponse avant que le laboratoire n'affiche le résultat.
Qu'est-ce que l'avantage mécanique ?
L'avantage mécanique correspond à la charge déplacée par une machine, divisée par l'effort que vous exercez. Pour un levier idéal, il est égal au bras de l'effort divisé par le bras de la charge. Un rapport de 3 signifie que vous poussez avec un tiers du poids de la charge, au prix d'un déplacement de votre extrémité trois fois plus grand.
Comment les valeurs du laboratoire sont-elles calculées ?
Simple Machines: Gears Lab utilise un solveur fondé sur huit relations classiques de l'avantage mécanique : levier, roue et axe, engrenage, poulie fixe, poulie mobile, plan incliné, vis et coin. Pour les machines composées, les mêmes calculs sont enchaînés étape par étape, de sorte que le dynamomètre reflète la relation à l'œuvre dans cette scène plutôt qu'une valeur inventée pour produire un effet.
Qu'enseigne l'app sur les leviers, les engrenages et les poulies ?
Les leviers du premier, du deuxième et du troisième genre, ainsi que l'emplacement du point d'appui ; les rapports d'engrenage, le couple et la vitesse, ainsi que les trains d'engrenages ; les poulies fixes et mobiles et le palan ; pourquoi une rampe plus longue demande moins de force ; la vis comme une rampe enroulée autour d'un cylindre ; et le coin. Les machines composées montrent ensuite comment les avantages mécaniques combinés se multiplient.
Est-il possible de construire ma propre machine ?
Oui. Le Workshop vous permet de choisir l'un des huit types de machines, d'ajuster sa géométrie et son objectif, de le faire fonctionner et de voir s'il résout la tâche. L'onglet Lab ajoute un établi d'entraînement sur les leviers et six établis proposant des énigmes où vous devez soulever une charge en respectant une limite de force.
Simple Machines: Gears Lab est-elle gratuite ?
Le téléchargement est gratuit. Toute l'Unité 1 avec son projet final, les deux premières leçons d'Engrenages et poulies, l'intégralité de l'onglet Lab et le Workshop sont gratuits. La version gratuite affiche une petite bannière pour d'autres apps ainsi que des publicités vidéo occasionnelles en plein écran. Pro, un abonnement mensuel ou annuel, déverrouille toutes les leçons des cinq unités, un nombre illimité d'indices IA et l'absence de publicités.
L'app fonctionne-t-elle hors ligne ?
Les leçons et les laboratoires 3D sont intégrés à Simple Machines: Gears Lab et fonctionnent donc sans connexion. Seul l'indice IA facultatif en nécessite une.
À qui l'app s'adresse-t-elle, et s'agit-il d'un cours d'ingénierie ?
Elle convient aux élèves qui découvrent les machines simples en cours de physique ou de STEM, aux makers, ainsi qu'aux parents et enseignants qui souhaitent disposer d'un laboratoire de physique. Elle peut servir à réviser les leviers, les engrenages et les poulies avant un test d'aptitude mécanique, mais ce n'est ni un cours de préparation aux examens ni une qualification en ingénierie.
Existe-t-il une version iPhone ?
Pas encore. Simple Machines: Gears Lab est disponible sur Android via Google Play, et une version iPhone est prévue. La page contient un lien vers la fiche App Store, qui sera activé lorsque l'app y sera disponible.
Simple Machines: Gears Lab est-elle la même app que Mechanisms Lab ?
Oui. Simple Machines: Gears Lab est le titre sur Google Play, et la propre description de l'app l'appelle Mechanisms Lab. La fiche iPhone prévue s'intitule Mechanical Advantage: 3D Lab. L'app est disponible en 10 langues, avec des thèmes clair et sombre, et démarre sur un profil invité sans compte.
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Faites fonctionner votre premier levier dès aujourd'hui
Commencez gratuitement sur Android, dans 10 langues. iPhone à venir.
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