CI : Les objets techniques, quelles sont les différentes solutions pour répondre à des besoins identiques?

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1 Séquence 1 Situation problème : Comment les objets techniques ont-ils évolués au cours du temps? Etape 1 : Classer les vignettes fournies par le professeur dans l ordre Etape 2 : Ecrire le nom des objets techniques dans l ordre chronologique. Etape 3 : Expliquer l évolution et/ou le principe de fonctionnement de chaque objet. Etape 4 : Ecrire l énergie utilisée Etape 5 : A l aide des animations ou du diaporama vérifier, corriger les hypothèses et écrire les dates - Identifier quelques évolutions techniques et esthétiques. - Identifier des solutions techniques qui assurent une fonction technique E1/2 HISTOIRE DU VELO Date Energie Description Nom HISTOIRE DU TRAIN Date Energie Description Nom Page 1/9

2 Séquence 1 - Identifier quelques évolutions techniques et esthétiques. - Identifier des solutions techniques qui assurent une fonction technique E2/2 HISTOIRE DES CYCLOMOTEURS A GALETS Date Energie Description Nom A RETENIR Les objets techniques ont évolué grâce à la découverte de nouvelles solutions techniques, de nouveaux matériaux et/ou de nouvelles énergies Exemple : histoire du vélo Page 2/9

3 Séquence 2 - Dresser la liste des fonctions techniques qui participent à la fonction d usage. - Identifier des solutions techniques qui assurent une fonction technique E1/1 Situation problème : Comment décomposer les fonctions d un objet technique? Ouvrir le fichier et le compléter Compléter votre fiche 1. Ouvrir le fichier et placer les vignettes aux bons endroits sur le fichier. 2. Faire vérifier par le professeur. 3. Découper et coller les vignettes aux bons emplacements sur la feuille Se déplacer seul de façon autonome. Porter l utilisateur. Permettre de poser le pied. Rouler sur le sol. Permettre le contact avec le sol. (adhérence) Permettre la rotation des roues. Maintenir les roues Limiter les frottements A retenir Pour représenter de façon fonctionnelle un objet technique, On peut décomposer la fonction d usage en fonctions techniques pour déterminer des solutions FONCTION D'USAGE ELEMENTS FONCTIONS TECHNIQUES Page 3/9

4 Séquence 3 - Identifier les éléments de stockage, de distribution, et de transformation de l énergie. - Représenter la circulation de l énergie dans un objet technique par un croquis E1/2 Situation problème : Comment utiliser l énergie dans l objet technique? - Répondre aux questions et compléter les schémas La chaîne d énergie d une automobile 1. Compléter le schéma cicontre Moteur Tuyau d alimentation Différentiel Réservoir Arbre de transmission Boîte de vitesse Accélérateur 2. Quelle est l énergie utilisée pour faire fonctionner la plupart des automobiles? L énergie thermique (essence ou le gazole) est utilisée pour faire fonctionner l automobile. 3. Compléter le schéma de la chaîne d énergie en respectant le code couleur. Schéma de la chaîne d énergie Les éléments de la chaîne d énergie Le stockage La distribution La transformation (moteur) La régulation - Vert - Bleu - Rouge - Marron Page 4/9

5 Séquence 3 CI : Les objets techniques, quelles q sont les différentes - Identifier les éléments de stockage, de distribution, et de transformation de l énergie. - Représenter la circulation de l énergie dans un objet technique par un croquis E2/2 La chaîne de la trottinette 1. Compléter le schéma ci-contre Connecteurs électriques Batteries Courroie de Boîtier électronique Commande d alimentation Câble d alimentation Moteur 2. Quelle est l énergie utilisée pour faire fonctionner la trottinette? L énergie électrique (batterie) est utilisée pour faire fonctionner la trottinette 3. Compléter le schéma de la chaîne d énergie en respectant le code couleur. Schéma de la chaîne d énergie Les éléments de la chaîne d énergie Le stockage La distribution La transformation (moteur) La régulation - Vert - Bleu - Rouge - Marron A RETENIR Pour avancer, l objet de transport a besoin d énergie (musculaire, électrique, naturelle ou thermique). - Elle est apportée au véhicule (fil électrique des trains) ou stockée dans le véhicule (réservoir de moto ou batterie de trottinette). - Elle est distribuée par des câbles électriques ou des tuyaux et commandés par l utilisateur pour Schéma de la chaîne d énergie d une automobile réguler la vitesse du véhicule. - Elle est transformée en mouvement appelé énergie mécanique par un moteur. Les fonctions stockage, distribution et transformation constituent la chaîne d énergie de l objet de transport. Page 5/9

6 Séquence 4 - Mettre en évidence expérimentalement quelques propriétés de matériaux. - Classer les matériaux par rapport à l une de leurs caractéristiques. E1/2 Situation problème : Comment choisir les matériaux pour fabriquer un objet technique? - Visionner les vidéos : Crash Test, Sécurité du cycliste et Train à lévitation - Lire l article «Pourquoi et dans quelles directions les matériaux ont-ils évolués dans le domaine de l'aéronautique au 20ème siècle.» - Répondre aux questions Vidéo Crash test Quelle propriété des matériaux, les ingénieurs recherchent-ils? Proposer un protocole (méthode) d expérimentation permettant de mettre en évidence cette propriété. (Schéma et/ou texte) Vidéo Sécurité du cycliste Quelle propriété les matériaux composant les catadioptres doivent d avoir? Proposer un protocole (méthode) d expérimentation permettant de mettre en évidence cette propriété. (Schéma et/ou texte) Quelle propriété le câbles d alimentation de l éclairage doit avoir? Vidéo Train à lévitation Quelle propriété a été recherchée pour réaliser ce train? Proposer un protocole (méthode) d expérimentation permettant de mettre en évidence cette propriété. (Schéma et/ou texte) Article concernant l aéronautique Quelle propriété a été recherchée pour réaliser les avions? Proposer un protocole (méthode) d expérimentation permettant de mettre en évidence cette propriété. (Schéma et/ou texte) Page 6/9

7 Séquence 4 Etude comparative n 1 : Echantillon de volume différent Echantillon 1 Echantillon 2 Echantillon 3 Echantillon 4 Echantillon 5 Poids relevé - Mettre en évidence expérimentalement quelques propriétés de matériaux. - Classer les matériaux par rapport à l une de leurs caractéristiques. E2/2 Echantillon de même volume Echantillon 1 Echantillon 2 Echantillon 3 Echantillon 4 Echantillon 5 Poids relevé Classer les matériaux en fonction de leur masse volumique Masse volumique élevée (lourd) Masse volumique faible (léger) Etude comparative n 2 : Classer les matériaux du plus dur au plus tendre Mauvaise résistance (Tendre) Bonne résistance (Dur) Etude comparative n 3 : Indiquer si le matériaux est conducteur ou isolant électrique Matériaux Plastique Aluminium Bois Acier Carton Conductibilité électrique Etude comparative n 3 : «Le magnétisme», Approcher l aimant de l échantillon et compléter le tableau suivant en indiquant si le matériau est attiré ou non par l aimant. Matériaux Plastique Aluminium Bois Acier (fer+carbone) Carton Sensibilité au magnétisme A RETENIR Chaque matériau offre des.. différentes. - :Des pièces de même volume n ont pas forcément la même masse - :Les matériaux absorbent les impacts de façon différente - : Certains matériaux laissent passer un courant électrique tandis que d autres sont isolants - : les matériaux sensible au magnétisme contiennent du fer, on dit qu il sont ferreux Page 7/9

8 Séquence 5 - Identifier les relations formes - matériaux - procédés de réalisation. - Associer un procédé de fabrication à une forme. E1/2 Situation problème : Comment choisir les matériaux pour fabriquer un objet technique? - Compléter d abord les colonnes matériaux utilisés et hypothèses de fabrication et d assemblage (trottinette, vélo) - Faire vérifier votre travail par le professeur - Compléter les colonnes nom et description du procédé industriel à l aide de l animation «les procédés industriels» et des vidéos : fabrication C5, naissance d une Renault Clio et plasturgie 1.Comment ont été fabriquées les pièces de l objet? Pièce Famille de Matériaux utilisée Hypothèses pour la fabrication Nom du procédé industriel utilisé Description du procédé industriel Vélo Tube du cadre Poignée Trottinette Carter Fourche Garniture de porte Automobile Portière Pare choc avant Page 8/9

9 Séquence 5 - Identifier les relations formes - matériaux - procédés de réalisation. - Associer un procédé de fabrication à une forme. E2/2 2. Comment ont été assemblées les pièces de l objet? Assemblage Famille de Matériaux utilisé Hypothèses d assemblage Procédé industriel utilisé Description du procédé industriel Vélo Selle+tube de selle Poignée+Guidon Trottinette Roue + Fourche Carter+plaque d appui Automobile Assemblage des pièces de carrosserie Moteur A RETENIR Pour mettre en forme les matériaux, il existe 2 grandes méthodes, soit le (pliage, emboutissage, soufflage ) soit l.. qui consiste à retirer de la matière (perçage, fraisage, tournage ). Les procédés de mise en forme sont souvent suivant les matériaux car ceux-ci n ont pas les mêmes. Pour relier les pièces entre elles, on utilise 2 types d assemblages : - où les pièces sont liées par un organe de liaison (cloue, vis ) - qui ne nécessitent par d organe de liaison (forçage, filetage..) Page 9/9

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