Passez de la manivelle-balancier à la double manivelle et au triple balancier et observez l’angle de transmission : près d’un point mort l’entraînement peine, et le triple balancier cale puis repart en arrière. La bielle trace sa courbe sur la plaque.
Faites tourner un joug écossais et un système bielle-manivelle avec la même manivelle : courses égales, mais seul le joug se déplace en cosinus pur. Raccourcissez la bielle et voyez l’écart grandir ; chargez les sorties et comparez le couple sur la manivelle.
Comparez trois lois de levée régulières et augmentez la vitesse jusqu’à ce que le galet quitte la came ; raidissez ensuite le ressort jusqu’au retour du contact. Le contact ne peut que pousser : le décollement est calculé, pas dessiné.
La rainure qui fait le tour du tambour fait avancer le chariot, le maintient, le ramène et le maintient de nouveau. Raccourcissez la montée et regardez la rainure s’incliner davantage et le couple sur le tambour grimper ; augmentez le frottement du galet et voyez que, pendant le retour, la charge entraîne le tambour à rebours seulement tant que la rainure reste raide.
La manivelle tourne régulièrement, et pourtant le coulisseau coupe lentement et revient vite. Changez le rayon de manivelle et observez le rapport des durées de course ; appliquez un effort de coupe et voyez le couple moteur monter pendant la course lente, tandis que la roue, sur sa lancée, entraîne le coulisseau dans le retour rapide.
Guidez le stylet autour d’une figure et regardez la plume la dessiner deux ou trois fois plus grande. Comparez les efforts : la main pousse avec un effort k fois plus grand que le frottement de la plume. Désactivez la main et poussez le stylet avec un effort constant : en dessous de k fois le frottement, rien ne bouge.
Faites osciller le levier gauche et observez le crayon placé au milieu de la bielle : dans une plage de ±15°, il reste à une fraction de millimètre de la droite tracée à la règle, puis s’incurve et s’en écarte. Déplacez un appui ou modifiez les barres et comparez la trajectoire ; poussez en travers de la droite et constatez que le moteur ne ressent la poussée que loin du centre.
Faites osciller la manivelle et regardez le crayon placé au sommet extérieur du losange suivre exactement la droite tracée. Poussez le crayon en travers de la droite : la manivelle ne sent rien. Déplacez ensuite le pivot de la manivelle d’un centimètre et voyez la droite devenir un grand cercle.
Poussez le genou avec quelques centaines de newtons et regardez l’effort de la presse croître à mesure que les biellettes se redressent. Sur l’acier, le genou s’arrête juste avant le point mort ; poussez plus fort, ou pressez du bois, et il franchit le point mort et se verrouille – coupez l’actionneur, la presse tient toujours.
Levez le plateau avec un, deux ou trois étages de ciseaux et observez l’effort de traction de la vis : il est maximal tout en bas et diminue à mesure que les bras se redressent. Déplacez la charge sur le plateau : la traction reste la même, seuls le pivot et le galet sous le plateau se partagent la charge autrement.
Embrayez brutalement puis en douceur, puis avec une inertie de volant doublée : face à un moteur qui tient sa vitesse, la chaleur de glissement égale l’énergie gagnée par le volant, quelle que soit la rampe.
Pilotez un bras robotisé à six axes, saisissez et triez des objets physiques ou construisez une tour. Explorez la cinématique inverse, les limites articulaires et la charge utile.