1.1 La bonne vitesse. fig.1. fig.2. pignon arrière. plateau du pédalier. pignon arrière. plateau du pédalier. Fiches pratiques.

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1 1.1 La bonne vitesse Les vitesses d un vélo sont un bel exemple de transmission par chaîne. Une vitesse est idéale pour grimper une côte, l autre est parfaite pour sprinter à la vitesse de l éclair. Dans cet exercice, tu dois déterminer la combinaison de pignons qui correspond à chaque vitesse. Prends un bic rouge et dessine, sur la première figure, la chaîne d un vélo qui roule en côte. Ta tâche consiste donc à relier un plateau de pédalier à un pignon arrière. Ensuite, prends un stylo bleu et dessine, sur la deuxième figure, la chaîne d un vélo lancé en plein sprint. pignon arrière fig.1 plateau du pédalier pignon arrière fig.2 plateau du pédalier

2 1.2 Cherche la solution: quelle courroie choisir? Imaginer et développer un système technique, c est ce qui fait le bonheur du véritable ingénieur. Cet exercice concerne le travail d un jeune ingénieur un peu distrait. Il a reçu l ordre de développer un système d entraînement pour la chaîne de montage d une usine automobile. Le système développé est complexe, mais il lui manque encore un petit maillon. En fait, deux disques doivent encore être reliés par une courroie. L ingénieur te demande un peu d aide, car il ne parvient pas à décider s il doit utiliser une courroie croisée ou une courroie non croisée. Le sens de rotation du premier pignon est indiqué, et tu vois aussi dans quel sens la chaîne de montage doit tourner. Peux-tu dire à notre ingénieur quelle courroie utiliser? On assiste soudainement à une hausse spectaculaire des ventes de voitures. La chaîne doit donc tourner plus vite afin de répondre à la demande. Pour ce faire, il faut remplacer le pignon A. Mais vas-tu choisir d installer un pignon plus grand ou un pignon plus petit? Vas-tu opter pour le pignon n 1 ou pour le pignon n 2?

3 1.3 Combien de dents? Pour le troisième exercice, tu vas calculer la transmission de la vitesse de ton vélo. Tout ce qu il te faut, c est ton vélo. Retourne-le, en le faisant reposer sur la selle et le guidon. Fais un tour de pédales. Combien de tours la roue arrière a-t-elle faits? (Pour compter plus facilement, tu peux dessiner un trait à la craie sur ton pneu et sur ton garde-boue.) Note le nombre de tours. Maintenant, compte le nombre de dents sur le pignon avant et sur le pignon arrière. Une simple division te permet d obtenir... le chiffre que tu viens juste de noter. La transmission d un vélo est donc facile à calculer: il suffit de diviser le nombre de dents du plateau du pédalier par le nombre de dents du pignon arrière. Peux-tu maintenant expliquer, avec tes propres mots, ce que signifie une transmission de 1:2? Le grand pignon tourne plus lentement. Mais combien de fois plus lentement que le petit? Nombre de rotations de la roue arrière: Nombre de dents à l avant (chiffre 1): Nombre de dents à l arrière (chiffre 2): Chiffre 1 divisé par chiffre 2: Qu est-ce qu une transmission de 1:2?

4 2.1 Comment l éolienne change-t-elle de vitesse? Tu sais que les éoliennes sont les plus efficaces lorsque le vent souffle à une vitesse entre 40 et 48 km/h. Si le vent souffle plus fort ou moins fort, un système de pignons entre en action pour que l axe d entraînement continue à tourner à sa vitesse idéale. Cet exercice te permet de mettre ces connaissances en pratique. Tous les éléments qui interviennent dans le fonctionnement d une éolienne sont illustrés ci-dessous. A toi de placer les icônes dans le bon ordre. Recopie les lettres des différentes icônes aux bons endroits sur le schéma.

5 2.2 Vrai ou faux? Une éolienne convertit un mouvement en énergie électrique. Un moteur de voiture fait l inverse. Il convertit de l énergie (fournie par le carburant) en mouvement (au niveau des roues). Cela n empêche que le moteur d une voiture a aussi, comme l éolienne, un régime idéal. Les vitesses (des pignons, donc) sont chargées de maintenir le moteur à ce régime même si les roues tournent plus rapidement ou plus lentement. Ces pignons sont rassemblés dans la boîte de vitesses. Voici quatre affirmations sur la boîte de vitesses. Sont-elles vraies ou fausses? L arbre intermédiaire compte un pignon plus grand pour la cinquième vitesse que pour la première. La marche arrière a un pignon supplémentaire pour réduire la vitesse. Si le conducteur change de vitesse sans débrayer, on entend de gros craquements. Le responsable de ces craquements est le baladeur. Lorsqu une voiture roule en cinquième vitesse, le conducteur peut sans problème passer la marche arrière.

6 2.3 Combien de dents? Pour le troisième exercice, tu vas calculer la transmission d une vitesse et apprendre à distinguer la transmission et le braquet. La seule chose dont tu as besoin pour cela, c est ton vélo. Retourne-le, en le faisant reposer sur la selle et le guidon. Fais un tour de pédales. Combien de tours la roue arrière a-t-elle faits? (Pour compter plus facilement, tu peux dessiner un trait à la craie sur ton pneu et sur ton garde-boue.) Note le nombre de tours. Maintenant, compte le nombre de dents sur le pignon avant et sur le pignon arrière. Une simple division te permet d obtenir... le chiffre que tu viens juste de noter. A présent, mesure le périmètre de ta roue arrière. Ensuite, choisis une vitesse dont tu calcules toi-même le braquet. La question à laquelle tu dois répondre est donc la suivante: combien de mètres mon vélo parcourt-il lorsque mes pédales font un tour complet? Nombre de rotations de la roue arrière: Nombre de dents à l avant (chiffre 1): Nombre de dents à l arrière (chiffre 2): Chiffre 1 divisé par chiffre 2: Rayon de la roue: Diamètre de la roue: Périmètre de la roue: Braquet du dérailleur: A chaque coup de pédale, j avance de mètres.

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