Un objet technique, comment fonctionne t il?

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1 Comparaison Roulement / Coussinet E1/1 Situation problème : Comment limiter les frottements? - Ouvrir le fichier Edrawings roller. - Répondre aux questions /10 1. ROULEMENT A BILLES Observe l animation d une roue de roller «avec roulement à billes». Question 1.1 : Quelle pièce est en contact avec le sol?... Fonctionnement de la roue avant d un «Roller» avec roulements à Autour de quelle pièce tourne la roue?... Quelle est la pièce qui assure le contact entre l axe et la jante de la roue? Question 1.2 : Sur le schéma ci-dessous. a. Représenter le sol par un trait. b. Indiquer par une flèche le sens de rotation de la roue avant du roller. c. Représenter les différents éléments manquant dans la roue. d. A l aide d une flèche, indiquer leurs noms. e. Colorier en bleu les pièces qui ne tournent pas avec la roue. f. Colorier en rouge les éléments qui sont en mouvement dans la roue avant. Direction 2. COUSSINET Observe l animation d une roue de roller «avec coussinet». Question 2.1 : Quelle pièce est en contact avec le sol?... Fonctionnement de la roue avant d un «Roller» avec roulements à Autour de quelle pièce tourne la roue?... Quelle est la pièce qui assure le contact entre l axe et la jante de la roue? Question 2.2 : Sur le schéma ci-dessous. a. Représenter le sol par un trait. b. Indiquer par une flèche le sens de rotation de la roue avant du roller. c. Représenter les différents éléments manquant dans la roue. d. A l aide d une flèche, indiquer leurs noms e. Colorier en bleu les pièces qui ne tournent pas avec la roue. f. Colorier en rouge les éléments qui sont en mouvement dans la roue avant. 3. ANALYSE 1. Quel est le modèle de roller qui présente le plus de frottement entre la roue et son axe? Direction 2. En quelques mots, explique quel est l avantage d un roulement à billes pour rapport à un coussinet dans une roue de roller? Page 1

2 Système de Transmission Identifier, à partir d une représentation, les éléments qui assurent une fonction technique E1/2 Situation problème : Comment transmettre un mouvement? - Effectuer les manipulations demandées sur la maquette et répondre aux questions /20 LES ELEMENTS CONSTITUANTS LA MAQUETTE 1. Recherche les éléments qui constituent les différents systèmes de transmission par entraînement. Aide-toi des mots de la liste ci-dessous et de l exemple déjà traité : Chaîne Courroie crantée Roues dentées Poulie à gorge Grande roue dentée Courroie ronde Poulie crantée 2. la fonction technique assurée par chacun de ces systèmes Le rôle d'un organe de transmission du mouvement est de mettre en mouvement une pièce en utilisant le mouvement (énergie cinétique) d'une autre pièce, appelée pièce motrice. Dans un système de deux roues dentées de diamètres différents : la plus petite des roues est appelée pignon TRANSMISSION PAR ENGRENAGES 1. Fais tourner une des deux roues dentées avec tes doigts. Que se passe-t-il? Les deux roues dentées tournent-elles dans le même sens? 2. Fais tourner la roue dentée de gauche et observe ce qui se passe. Quand la roue dentée de gauche effectue un tour, la roue dentée de droite effectue : 1/2 tour 1 tour 2 tours 3. Compare les deux roues constituants l engrenage, tu peux dire qu elles ont : Des diamètres différents Des diamètres identiques Un nombre de dents différentes Un nombre de dents identiques 4. Compare le nombre de dents et le nombre de tours des roues. Qu en déduis-tu? TRANSMISSION PAR CHAINE 1. Fais tourner la grande roue dentée avec ton doigt. Que se passe-t-il? La roue dentée et le pignon tournent-ils dans le même sens? Page 2

3 Système de Transmission Identifier, à partir d une représentation, les éléments qui assurent une fonction technique E2/2 2. Lequel de la roue dentée ou du pignon tourne le plus vite? 3. Compare la roue dentée et le pignon constituants la transmission par chaîne, tu peux dire qu ils ont : (coche 2 bonnes réponses) Des diamètres différents Des diamètres identiques Un nombre de dents différentes Un nombre de dents identiques 4. Compare le nombre de dents et le nombre de tours des roues dentées. Qu en déduis-tu? TRANSMISSION PAR COURROIE Il existe une grande variété de courroies. Le choix d une courroie (forme, dimension, matériau) dépend des conditions de fonctionnement (effort à transmettre, température d utilisation, milieu ambiant, etc.). Courroie ronde 1. Fais tourner une des deux poulies à gorge avec ton doigt. Que se passe-t-il? Les deux poulies tournent-elles dans le même sens? 2. Retire la courroie et remonte-la croisée (voir photo ci-contre). Fais tourner une des deux poulies à gorge avec ton doigt. Que se passe-t-il? Les deux poulies tournent-elles dans le même sens? 3. Remet la courroie dans sa position de départ, puis à l aide d une clé plate N 8 desserre l écrou de f ixation de la poulie située à droite. Déplace la poulie pour la mettre un maximum à gauche. Serre l écrou pour fixer à nouveau cette poulie. Fais tourner une des deux poulies à gorge avec ton doigt. Que se passe-t-il? 4. À l aide d une clé plate N 8 desserre à nouveau l écrou de fixation de la poulie de droite. Déplace cette fois-ci la poulie un maximum vers la droite. Serre l écrou pour fixer à nouveau cette poulie. Fais tourner une des deux poulies à gorge avec ton doigt. Que se passe-t-il? 5. Utilise la clé plate N 8 pour ajuster la position de la poulie de sorte que l entraînement de la courroie ronde s effectue normalement. Quand la poulie de gauche effectue un tour, la poulie de droite effectue : (coche la bonne réponse) 1/2 tour 1 tour 2 tours 6. En observant simplement les deux poulies, tu peux dire qu elles ont : (coche la bonne réponse) Des diamètres différents Des diamètres identiques Courroie crantée 1. Fais tourner une des deux poulies crantées avec tes doigts. Que se passe-t-il? Les deux poulies tournent-elles dans le même sens? 2. Quand la poulie de gauche effectue un tour, la poulie de droite effectue : (coche la bonne réponse) 1/2 tour 1 tour 2 tours 3. En observant simplement les deux poulies, tu peux dire qu elles ont : (coche la bonne réponse) Des diamètres différents Des diamètres identiques Page 3

4 Etude trottinette électrique Dresser la liste des fonctions techniques qui participent à la fonction d usage. E2/2 - Effectuer les manipulations demandées sur la maquette et répondre aux questions LES FONCTIONS TECHNIQUES /20 1. Entourer sur le dessin à gauche * en rouge les éléments qui dirigent, * en vert qui permettent le freinage. * en bleu qui permettent le déplacement, * en jaune qui supportent 2. Parmi les fonctions techniques ci-dessous, entourer celles qui concernent la trottinette. Transmission - Freinage Eclairage Direction Amortissement Embrayage Changement de vitesses - Suspension LES FONCTIONS TECHNIQUES LE FONCTIONNEMENT Complète le texte suivant avec les mots suivants : Guidon Poignée de frein Plateau Bouton Marche/Arrêt Poignée d accélérateur Pour utiliser la trottinette électrique il faut tout d abord la déplier, puis régler la hauteur du guidon et pour terminer il faut appuyer sur le. Pour se diriger il faut utiliser le. Pour avancer il faut mettre les pieds sur le de la trottinette et tourner doucement. Pour s arrêter il faut appuyer avec la main gauche sur. Après l utilisation il faut replier, ranger la trottinette et surtout ne pas oublier d appuyer sur le pour l arrêter. UTILISATION DE LA MAQUETTE Un utilisateur vient d acquérir une trottinette électrique, il souhaite la monter rapidement. A- Comment déplier la trottinette électrique? A.1. Repérer par une flèche les éléments que l utilisateur doit manipuler pour déplier la trottinette électrique. Poignée guidon Poignée (en matière plastique) de déblocage du support de fourche (colonne de direction) Poignée de serrage du guidon Potence (maintien du guidon) A.2. Classer dans l ordre les différentes étapes permettant de déplier la trottinette. Et reporter les numéros sur les images Bloquer la poignée de serrage (ou la goupille) Tirer la poignée en plastique (ou l axe en métal) et relever la potence 1 Débloquer la poignée de serrage (ou la goupille) Placer les poignées du guidon et vérifier si elles sont bien serrées Page 4

5 Etude trottinette électrique 6ème E1/2 Dresser la liste des fonctions techniques qui participent à la fonction d usage. L utilisateur d une trottinette a fini de déplier sa trottinette. Il souhaite la régler à sa hauteur. B- Comment régler en hauteur le guidon de la trottinette électrique? B.1. Repérer par une flèche les éléments que l utilisateur doit manipuler pour régler en hauteur le guidon de la trottinette. Potence (maintien des poignées du guidon) Support de potence Poignée de serrage de la potence dans le support de potence Ergot (pour clipsage) B.2. Classer dans l ordre les différentes étapes permettant de régler en hauteur le guidon de la trottinette. Et reporter les numéros sur les images à droite. Bloquer la poignée de serrage de la potence Enfoncer l ergot de positionnement 1 Faire coulisser la potence jusqu'à ce que l ergot de positionnement se trouve en face d un trou 1 Débloquer la poignée de serrage de la potence Le tube du haut de la colonne de direction a effectué un mouvement de va et vient rectiligne. B.3. Tu peux conclure que le mouvement du tube haut par rapport au tube bas de la colonne de direction est un : Guidage en TRANSLATION Guidage en ROTATION L utilisateur d une trottinette a fini de déplier et régler en hauteur sa trottinette. Il souhaite la piloter. C- Comment piloter une trottinette électrique? C.1. Repérer par une flèche les éléments qui permettent d activer et de piloter la trottinette. Poignée de frein Guidon Accélérateur Bouton MarcheArrêt (On-Off) C.2. Classer dans l ordre les différentes étapes permettant de démarrer et arrêter le fonctionnement de la trottinette. Et reporter les numéros sur les images. Donner une impulsion avec le pied Appuyer sur l accélérateur Mettre le bouton (on-off) en position marche (voyant allumé) Freiner C.3. Le guidon effectue un mouvement de : Rotation Translation Page 5

6 Démontage skate Situation problème : Comment remplacer les roues d un skate? Consulter le modele numérique Effectuer les manipulations demandées et répondre aux questions 1. Compléter les repères et la nomenclature. E1/2 / Ecrou diamètre Pneu 4 4 Ecrou diamètre Axe 2 2 Support 1 1 Planche Repère Quantité Désignation Le /. /.. Technologie Collège SKATE A5 Axe Equipé 2. Démonter les 2 roues avant du skate. 3. Dévisser l écrou repéré 5, puis retirer la butée et l axe. X1 X1 4. Inscrire le nom des éléments suivants sur la figure de droite : pneu -roulements à billes Écrou diamètre 8 - écrou diamètre 10 axe X2 X4 Page 6

7 Démontage skate E2/2 X4 Système de fixation 5. Démonter la fixation entièrement. 6. Inscrire le nom des éléments suivants sur la figure à droite : rondelle diamètre 5 support Vis M5x30 - Ecrou diamètre 5 - X4 X4 7. Faire vérifier par le professeur le skate démonté. X1 8. Remonter l ensemble du skate 9. Découper les étiquettes représentant les différents éléments du skate et coller les au bon emplacement sur le document intitulé "décomposition structurelle". Skate X2 DECOMPOSITION STRUCTURELLE X2 Page 7

8 Freinage E1/2 Situation problème : Comment assurer fonction technique «ralentir ou s arrêter»? - Effectuer les manipulations demandées et répondre aux questions - Consulter l aide sur le blog : Animation technoargia freinage /20 A. Système de freinage d un VELO 1. Repère les éléments Recherche les éléments qui constituent le système de freinage à patins de la bicyclette. Aide toi des mots de la liste cidessous : Câble Levier de frein Gaine Jante Étrier - Patins 2 Décris la fonction technique assurée par ce syst ème a. A l aide de l animation, donne le nom du système de freinage de la maquette. b. Demande à ton camarade de tourner la roue puis appuie sur le levier de frein. Que se passe-t-il? Décris l action observée par une phrase simple ci-après. c. Quels sont les éléments mobiles lorsque le système de freinage est actionné? 3. Schématisation du fonctionnement observé a Complète la représentation du système au repos. b. Complète la représentation du système en position «roue bloquée» Page 8

9 Freinage E2/2 B. Système de freinage d une trottinette 1. Sur le dessin ci-dessus, indiquez la batterie, le moteur, la courroie d entraînement, le système de freinage. 2. A l aide de l animation, donne le nom du système de freinage de la trottinette. 3. En observant la trottinette électrique et grâce à l animation, expliquer le principe de son freinage. 4. Sur le dessin de gauche, indiquer par des flèches le déplacement des éléments. C. Système de freinage d une moto Décrire le principe de fonctionnement d un frein à disque : Pourquoi ce type de frein est-il plus performant? D. Analyse Peut-on dire que tous les systèmes de freinage reposent sur le même principe? OUI NON Si oui, expliquer : Page 9

10 Démultiplication Situation problème : Comment gérer son effort pour transmettre un mouvement? E1/2 - Effectuer les manipulations demandées et répondre aux questions - Consulter l aide sur le blog : Animation technoargia braquet /20 1. Rechercher les éléments qui constituent le système de transmission par chaîne du VTT. Aide-toi des mots de la liste cidessous et de l exemple déjà traité : Chaîne Dérailleur pignons Roue arrière Plateaux - Pédale poignée de vitesse 2. Décrire la fonction technique assurée par ce système a. Fais tourner le pédalier (2 ou 3 tours). Que se passe-t-il? Décris ce que tu as observé. b. Quel est le nom de l élément qui permet le changement de pignon? 3. Schématisation du fonctionnement observé a. Complète, à main levée, la représentation du système de transmission par chaîne du VTT en position «chaîne sur le petit pignon et le petit plateau». Inscris le nom des pièces sur ton dessin. b. Complète, à main levée, la représentation du système de transmission par chaîne u VTT en position «chaîne sur le grand pignon et le petit plateau». Inscris le nom des pièces sur ton dessin. Lorsque le plateau fait 2 tours la roue fait tours Lorsque le plateau fait 2 tours la roue fait tours. c. Quel est la position qui demande le plus de force pour faire tourner la roue? la chaîne sur le petit pignon la chaîne sur le grand pignon Page 10

11 Démultiplication Un objet technique, comment fonctionne onne t il? E2/2 1. Ouvrir l animation «technoargia braquet» 2. Répondre aux questions Quelle est la configuration (plateau et pignon) qui permet d'atteindre la vitesse maximale? (tableau 1) Plateau :. dents - Pignon :. dents - Quelle est la configuration (plateau et pignon) qui permet d'atteindre la vitesse minimale?(tableau 1) Plateau :. dents - Pignon :. dents - Quelle est la configuration (plateau et pignon) qui permet de parcourir la plus grande distance avec un tour de pédale? (tableau 2) Plateau :. dents - Pignon :. dents - Tu as 100m à parcourir, combien de tours de pédale minimum faut-il fournir : tours Préciser la configuration utilisée : Plateau :. dents - Pignon :. Dents 3. Dessine l'emplacement de la chaîne a- dans une côte importante b- dans une grande descente Page 11

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