Le fonctionnement de la planche à roulettes

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1 Le fonctionnement de la planche à roulettes La planche à roulettes est un des moyens de transport les plus simples existants. Il garde néanmoins les fonctions essentielles d'un moyen de transport. Nous avons un problème sur nos planches à roulettes... testons-les pour trouver ce qui ne va pas, Puis écrivons la problématique quand le problème sera identifié Problématique : 1. Les principaux éléments A partir des noms suivants, repérer par une flèche les éléments principaux composants une planche à roulettes : Truck (la partie métallique entre deux roues) Roue Planche Roulement à billes La planche à roulettes possède plusieurs fonctions techniques. Nous allons en étudier quatre importantes : La propulsion ; Le maintien ; Le freinage ; Le guidage 2. Les fonctions techniques A. La propulsion La planche à roulettes possède-t-elle une réserve d'énergie? OUI NON A partir de quelle énergie la planche à roulettes peut avancer Explique simplement comment la propulsion est réalisée : B. Le maintien Quel élément permet de maintenir la planche à roulettes sur le sol? C. Le freinage Cherche un moyen de freiner sans mettre le pied à terre. Dessine ta solution dans le cadre ci-contre : D. Le guidage Que doit faire l'utilisateur pour tourner lorsque la planche avance? A ton avis, grâce à quel élément il est possible de tourner? Nous allons réparer la planche à roulettes pour qu'elle puisse à nouveau tourner. Avec ton groupe, trouvez un moyen afin de régler cet élément sur la planche à roulette. Vous aurez besoin d'un outil pour régler cet élément... demande à l'enseignant le bon outil! 3. Le principe de fonctionnement Écris en quelques lignes le principe de fonctionnement de la planche à roulettes :

2 Les différents mouvements Travail demandé : Complétez le tableau suivant : 1. En représentant le type de mouvement de l élément : Translation Rotation 2. En indiquant le mouvement de départ (action) et le mouvement d arrivée (résultat) ;

3 TRANSMISSION PAR ENGRENAGES Problématique : Comment transmettre un mouvement? Travail demandé : A l aide des différentes animations et les travaux pratiques situés sur le site de technologie, Répondez aux questions : 1. Nom de la maquette (banc d essai) étudiée? 2. Croquis de la maquette en y ajoutant vos explications sur les différents mouvements (rotation et translation). Indiquer également le sens de rotation ou de translation. Exemple de croquis avec le vélo et la transmission par chaîne. Schéma à compléter Mouvement de rotation Mouvement de rotation 3. Indiquer si, pour votre maquette, il y a trans mission ou transformation de mouvement? Justifier. Petite aide! Si le mouvement d arrivée est identique au mouvement de départ, alors il y a une transmission de mouvement. Si le mouvement d arrivée est différent du mouvement de départ, alors il y a une transformation de mouvement. Roue menante Objectif : Trouver une formule pour connaître le nombre de tour de la roue d arrivée (roue menée) lorsque l on fait un tour de la roue de départ (roue menante). Travail demandé : Prendre la plus petite et la plus grande roue. Les mettre en contact comme sur le schéma ci-contre. Faites un tour de la grande roue, Combien de tour a fait la petite roue? Vous pouviez le deviner, comment? La différence de taille (nombre de dents) des 2 roues a-t-elle une incidence sur le nombre de tour final? Si oui, trouvez le lien et en déduire une formule? (il faut penser à poser le problème) Roue menée

4 TRANSMISSION PAR COURROIEPOULIE Problématique : Comment transmettre un mouvement? Travail demandé : A l aide des différentes animations et les travaux pratiques situés sur le site de technologie, Répondez aux questions : 1. Nom de la maquette (banc d essai) étudiée? 2. Croquis de la maquette en y ajoutant vos explications sur les différents mouvements (rotation et translation). Indiquer également le sens de rotation ou de translation. Exemple de croquis avec le vélo et la transmission par chaîne. Schéma à compléter Mouvement de rotation Mouvement de rotation 3. Indiquer si, pour votre maquette, il y a transmission ou transformation de mouvement? Justifier. Petite aide! Roue menante Si le mouvement d arrivée est identique au mouvement de départ, alors il y a une transmission de mouvement. Si le mouvement d arrivée est différent du mouvement de départ, alors il y a une transformation de mouvement. Objectif : Trouver une formule pour connaître le nombre de tour de la roue d arrivée (roue menée) lorsque l on fait un tour de la roue de départ (roue menante). Travail demandé : Prendre la plus petite et la plus grande roue. Les placer comme sur le schéma ci-contre. Faites un tour de la grande roue, Combien de tour a fait la petite roue? Vous pouviez le deviner, comment? La différence de taille (diamètre) des 2 roues a-t-elle une incidence sur le nombre de tour final? Si oui, trouvez le lien et en déduire une formule? (il faut penser à poser le problème) Roue menée

5 TRANSMISSION PAR COURROIEPOULIE Problématique : Comment transmettre un mouvement? Travail demandé : A l aide des différentes animations et les travaux pratiques situés sur le site de technologie, Répondez aux questions : 1. Nom de la maquette (banc d essai) étudiée? 2. Croquis de la maquette en y ajoutant vos explications sur les différents mouvements (rotation et translation). Indiquer également le sens de rotation ou de translation. Schéma à compléter Exemple de croquis avec le vélo et la transmission par chaîne. Mouvement de rotation Mouvement de rotation 3. Indiquer si, pour votre maquette, il y a transmission ou transformation de mouvement? Justifier. Petite aide! Si le mouvement d arrivée est identique au mouvement de départ, alors il y a une transmission de mouvement. Si le mouvement d arrivée est différent du mouvement de départ, alors il y a une transformation de mouvement. Roue menante Objectif : Trouver une formule pour connaître le déplacement de la crémaillère lorsque l on fait un tour de roue. Travail demandé : Placer la grande roue au contact de la crémaillère comme sur le schéma cicontre. Faites un tour de la grande roue, puis mesurer le déplacement de la crémaillère, indiquer également de combien de dent s est-elle décalée? Crémaillère menée Placer la petite roue au contact de la crémaillère comme sur le schéma cicontre. Faites un tour de roue, puis mesurer le déplacement de la crémaillère, indiquer également de combien de dent s est-elle décalée? Vous pouviez le deviner, comment? La différence de taille (diamètre) des 2 roues a-t-elle une incidence sur le déplacement final? Si oui, trouvez le lien. Vous manque-t-il une information pour calculer le déplacement de la crémaillère? (voir le professeur)

6 TRANSMISSION PAR CR LERE Exercice 1 : Compléter sur le dessin les désignations des pièces. DESIGNATION QUANTITE Socle 1 Crémaillère 1 Roue dentée 10 dents 1 Roue dentée 20 dents 1 Roue dentée 10/20 dents 1 Axes démontables 3 Entretoise 2

7 TRANSMISSION PAR CR LERE Exercice 2 : A/ Réaliser le montage ci dessous. Je déplace la crémaillère : La crémaillère à un mouvement de quel type? La roue dentée à un mouvement de quel type? Je fais tourner la roue dentée : Pour 1 tour de roue dentée, la crémaillère avance de combien de dents? B/ Réaliser le montage ci dessous. Je fais tourner la roue dentée : Pour 1 tour de roue dentée B, la crémaillère avance de combien de dents? Que peut on déduire du déplacement de la crémaillère par rapport au nombre de dents de la roue B?

8 TRANSMISSION PAR CR LERE Exercice 3 : réaliser différents montages En utilisant les roues dentées fournies (1 roue 10 dents, 1 roue 20 dents, 1 roue 10/20 dents) réalisent des montages qui donnent des rapports de transmission de : ½, 1, 2 et 4. Nombre de tour de la roue dentée d'entrainement. Avance de la crémaillère (nombre de dents) Dessin des montages possibles pour chaque rapport de transmission voulu. (Colle les bonnes vignettes) RAPPORT DE TRANSMISSION 1/5 1/10 1/20 1/40 1/ Découper les vignettes et les coller pour compléter le tableau ci dessus.

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10 Vis sans fin - Engrenages Exercice 1 : Compléter sur le dessin les désignations des pièces. DESIGNATION QUANTITE Socle 1 Vis sans Fin 1 Manivelle 1 Roue dentée 10 dents 1 Roue dentée 20 dents 1 Roue dentée 10/20 dents 1 Axes démontables 3 Entretoise 1

11 Vis sans fin - Engrenages Exercice 2 : Réaliser les montages ci contre et répondre aux questions. Roue dentée 20 dents Montage 1 a Combien faut il de tours de la vis sans fin (tours de manivelle) pour faire un tour à la roue dentée? b Le rapport de transmission est de : Roue dentée 10 dents Montage 2 c Combien faut il de tours de la vis sans fin (tours de manivelle) pour faire un tour à la roue dentée? d Le rapport de transmission est de : e Y a t il un rapport entre le nombre de dents de la roue dentée et le rapport de transmission? Expliquer : f Peut on entraîner la roue dentée par la vis sans fin? g Peut on entraîner la vis sans fin par la roue dentée? h Le système est il réversible? i Quels intérêts présente le système vis sans fin/roue dentée? k Citer des exemples d application du système vis sans fin/roue dentée :

12 Vis sans fin - Engrenages Exercice 3 : En utilisant les roues dentées fournies (1 roue 10 dents, 1 roue 20 dents, 1 roue 10/20 dents) réaliser des montages qui donnent des transmissions de : 1/5, 1/10, 1/20 et 1/40. Nombre de tour de la roue dentée finale Nombre de tour de la vis sans fin Dessin des montages possibles pour chaque rapport de transmission voulu. (Colle les bonnes vignettes) RAPPORT DE TRANSMISSION 1/5 1/10 1/20 1/ Découper les vignettes et les coller pour compléter le tableau ci dessus.

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14 Bloc fonctionnel : Mettre en mouvement A l'aide de l'animation "Braquet du vélo" de TECHNO.NET, sélectionne comme vitesse de pédalier 10 T/MIN, comme plateau, celui à 54 dents (fig1) et comme vélo un vélo de route ayant des pneus de 700 x 25 (fig2). Fig. 1 Fig. 2 Fig. 3 Complète le tableau ci-dessous en modifiant le nombre de pignons (fig3) Nbr de dents sur pignon Vitesse Km/h Distance parcourue en un tour de pédalier 1 / Comment varient la vitesse et la distance parcourue par tour de pédalier, lorsque l'on augmente le nombre de pignons? 2 / Que remarque-t-on pour la vitesse dans le tableau entre le pignon à 11 dents et un pignon à 22 dents (c'est-à-dire 2 fois plus de dents)? 3 / Si maintenant on change de plateau, et l'on passe à un plateau de 42 dents, donner la vitesse pour les pignons suivants : 11 dents Km/H - 16 dents Km/H - 21 dents Km/H Est-ce que la vitesse a augmenté avec un plateau de 42 dents? 4 / Prenons l'exemple d'un cycliste professionnel, dont la cadence (Nbr de tours de pédalier) est de 100 tr/min, quelle pourrait être sa vitesse maximum (sur du plat) avec des pneus (700 x 25). A toi de choisir le bon plateau et le bon pignon. Nbr de dents sur le pignon : Nbr de dents sur le plateau : Vitesse : Km/H

15 Bloc fonctionnel : Mettre en mouvement 5 / Trace en rouge la chaine pour le vélo avec ou sans dérailleur. Sans dérailleur Avec dérailleur 6 / Sur la maquette de vélo, compte le nombre de dent du pédalier et du pignon. Pédalier : dents Pignon : dents Donne le rapport de transmission : (Nb de dents du plateau / Nb de dents du pignon) Rapport de transmission : 7 / Lorsque le plateau tourne, la roue arrière tourne également. Combien de tour la roue tourne pour un tour de pédalier? 8 / Que peux tu déduire des questions 6 et 7? 9 / Observe le sens de rotation du plateau et du pignon. Que peux tu en dire? 10 / Complète le tableau en indiquant les liaisons entre les différents éléments du système de motorisation du vélo. Tu peux t'aider de la leçon sur les liaisons de ton classeur. Rep. Éléments Liaison A / B B / C C / D D / E D / F E / G G / H E / H Pédale / Axe de pédale Axe de pédale / Manivelle Manivelle / Axe pédalier Axe pédalier / Plateau Axe pédalier / Cadre Plateau / Chaîne Chaîne / Plateau arrière Plateau / Plateau arrière

16 Bloc fonctionnel : Freiner 1 / A l'aide de l'animation "Freinage" de TECHNO.NET, redonne le nom à chaque type de freinage et associe les actions aux dessins. Colorie en bleu la partie qui tourne (avec la roue, par exemple) et en vert la partie abrasive des machoires. Quelle est la fonction des ressorts dans ce type de freinage? Colorie en bleu le disque et en vert les deux pistons. Pour quelle raison, ce système est utilisé?

17 Bloc fonctionnel : Freiner Colorie en bleu la jante et en vert les deux patins. Quel est le rôle de la vis A (voir photo ci-contre)? Pourquoi cette vis est nécessaire? Quels sont les matériaux utilisés pour la gaine? Quel est son rôle? Les freins fonctionneraient-ils sans cette gaine? Colorie en bleu la partie qui tourne (avec la roue, par exemple) et en vert la bande. Donne deux exemples où ce type de frein est utilisé.

18 Bloc fonctionnel : Freiner 2 / Complète le tableau en indiquant les liaisons entre les différents éléments du système de freinage. Tu peux t'aider de la leçon sur les liaisons de ton classeur. Rep. Éléments Liaison 1 / 2 Patin / Support patin 3 / 4 Axe articulation / Levier 4 / 5 Axe articulation / Fourche 6 / 7 Embout / Guidon 8 / 9 Support / Poignée 9 / 10 Poignée / Tire-câble 3 / Complète ce tableau par des croix. Vélo VTT Vélo d'enfant Voiture Vélo de course Trottinette électrique Moto Frein à patin Frein à disque Frein à tambour Frein à bande

19 Gamme de démontage d un roller Etape Consignes : Outils Description n 10 Enlèvement du chausson A la main, enlevez le chausson du roller de la coque Chausson Coque n 20 Enlèvement de la semelle A la main, enlevez la semelle du roller de la coque Semelle n 30 Dévissage de la roue avant Insérez une clef allen dans la tête de l axe (fig.1). Cette clef restera fixe pendant le dévissage. 2 clefs Allen Roue avant Fig. 1 Clef allen - Insérez la deuxième clef allen dans la tête de la vis (fig.1). Clef allen - Dévissez en tournant la deuxième clef allen (fig.2). Déposez soigneusement sur votre poste de travail l ensemble des pièces démontées (fig.2). Vis Roue avant Fig. 2 Axe

20 Gamme de démontage d un roller Etape Consignes : Outils Description n 40 Dévissage des 3 autres roues - Réappliquez les consignes de l étape 30 pour la deuxième roue - Faites de même ensuite pour la troisième roue et enfin la quatrième. 2 clefs allen 2 ème roue 4 ème roue 3 ème roue n 50 Dévissage du patin de frein A l aide du tournevis cruciforme, dévissez le patin de frein 1 tournevis cruciforme n 60 Dévissage du châssis - Insérez la clef allen dans la première tête de la vis de fixation du châssis à l intérieur de celui-ci. - Dévissez. - Déposez soigneusement sur votre poste de travail l ensemble des pièces démontées. - Faites de même pour la deuxième vis de fixation. n 70 Rangement de votre poste de travail 1 clef allen - Rangez votre poste de travail en disposant l ensemble des pièces du roller comme sur la photo ci-dessous. - Rangez à côté des pièces du roller vos outils

21 Gamme de remontage d un roller Etape Consignes : Outils Description n 10 Vissage du châssis sur la coque - Placez la première plaque inférieure de fixation sous le chassis. - Assemblez la première vis de fixation à la plaque inférieure à la main. - Insérez la clef allen dans la tête de la vis de fixation. - Vissez. - Faites de même pour la deuxième vis de fixation. n 20 Assemblage du patin de frein A l aide du tournevis cruciforme, vissez le patin de frein sur sa base 1 clef allen 1 tournevis cruciforme n 30 Montage du frein et de la roue arrière - Placez le frein comme sur la photo ci-contre - A l aide de la clé allen, vissez la roue et le frein sur le chassis. 2 clefs Allen

22 Gamme de remontage d un roller Etape Consignes : Outils Description n 40 Dévissage des 3 autres roues - Réappliquez les consignes de l étape 30 pour la deuxième roue - Faites de même ensuite pour la troisième roue et enfin la quatrième. 2 clefs allen 2 ème roue 4 ème roue 3 ème roue n 50 Dévissage du patin de frein A l aide du tournevis cruciforme, dévissez le patin de frein 1 tournevis cruciforme n 60 Dévissage du châssis - Insérez la clef allen dans la première tête de la vis de fixation du châssis à l intérieur de celui-ci. - Dévissez. - Déposez soigneusement sur votre poste de travail l ensemble des pièces démontées. - Faites de même pour la deuxième vis de fixation. n 70 Rangement de votre poste de travail 1 clef allen - Rangez votre poste de travail en disposant l ensemble des pièces du roller comme sur la photo ci-dessous. - Rangez à côté des pièces du roller vos outils

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