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1 55 Fiche synthèse DÉFINITIONS LES MATÉRIAUX : CONTRAINTES ET PROPRIÉTÉS MÉCANIQUES MATIÈRE PREMIÈRE, MATÉRIAU ET MATÉRIEL Terme Matière première Matériau Matériel Description PAGES 368 À 373 Remplissez cette fiche synthèse pour conserver une trace de vos apprentissages. Substance d origine naturelle qu il faut généralement transformer avant de l utiliser dans la fabrication d un objet. Substance généralement élaborée ou transformée par les êtres humains et qui entre dans la composition des objets. Instruments servant à la fabrication d un objet. Un objet technique est un objet conçu et fabriqué par l être humain dans le but de satisfaire un ou plusieurs de ses besoins ou de ses désirs. Une contrainte mécanique décrit l effet produit dans un matériau par les forces externes exercées sur lui. Une propriété mécanique décrit le comportement d un matériau lorsqu il est soumis à une ou à plusieurs contraintes mécaniques. PRINCIPALES CONTRAINTES MÉCANIQUES Contrainte mécanique Description Exemple Compression Contrainte qui tend à écraser les matériaux. Ouvrir une noix avec un casse-noisettes. Traction ou tension Contrainte qui tend à étirer Tirer sur la laisse d un chien. les matériaux. Torsion Contrainte qui tend à tordre Serrer une vis dans le bois à les matériaux. l aide d un tournevis. Flexion Contrainte qui tend à courber Se tenir debout sur le bout les matériaux. d un tremplin. Cisaillement Contrainte qui tend à découper Découper du tissu à l aide les matériaux. de ciseaux. Fiche synthèse

2 DÉFORMATION DES MATÉRIAUX Déformation Déformation élastique Déformation permanente Rupture Description Déformation temporaire: lorsque les matériaux ne subissent plus de contraintes, ils reprennent leur forme initiale. Déformation définitive: même lorsque les matériaux ne subissent plus de contraintes, ils restent déformés. Déchirure ou cassure du matériau. QUELQUES PROPRIÉTÉS MÉCANIQUES DES MATÉRIAUX Propriété mécanique Dureté Description Propriété de résister à la pénétration. Exemple d objet illustrant cette propriété Une marche en marbre. Élasticité Propriété de reprendre sa forme après Un ressort. avoir été soumis à une contrainte. Résilience Propriété de résister aux chocs. Une armature d acier. Ductilité Propriété de s étirer sans se rompre. Un fil de cuivre. Malléabilité Propriété de s aplatir ou de se courber Une feuille de métal. sans se rompre. Ténacité Propriété de résister à la traction sans Le câble d une grue. se déformer de façon permanente. 302 Fiche synthèse 55

3 ? 55 Questions d intégration Les matériaux : contraintes et propriétés mécaniques 1. Pour chacune des photos suivantes, indiquez s il s agit de matières premières, de matériaux ou de matériel. Expliquez chacune de vos réponses. A B Matériaux. Explication (réponses variables): Ce sont des substances transformées par les êtres humains et qui entreront dans la fabrication d un objet. Matériel. Explication (réponses variables): Il s agit d instruments servant à la fabrication d un objet. Nom: Groupe: Date: Matières premières. Explication (réponses variables): Ce sont des substances d origine naturelle qu il faudra probablement transformer avant de les utiliser dans la fabrication d un objet. C 2. Sous chacune des photos suivantes, indiquez quelle est la contrainte que subit la partie pointée. A C E Flexion. Compression. Compression. B D F Traction ou tension. Cisaillement. Traction ou tension. Questions d intégration Fiche synthèse

4 3. Vrai ou faux? a) Les métaux possèdent généralement une grande malléabilité. b) Une statue déposée sur un socle exerce sur lui une contrainte de compression. c) Un ressort qui a été trop étiré et ne peut plus reprendre sa forme a subi une déformation élastique. d) La ductilité est la propriété mécanique des matériaux qui permet au câble d une grue de résister à la traction par des objets lourds. 4. Quel type de déformation illustre chacune des photos suivantes? Expliquez chacune de vos réponses. Déformation permanente. Explication (réponses variables): La déformation est définitive, c est-à-dire que le clou ne reprendra plus sa forme initiale. Faux. Faux. A Rupture. Explication (réponses variables): La déformation consiste en une cassure du matériau. B Déformation élastique. Explication (réponses variables): La déformation est temporaire, c est-à-dire que le hamac pourra reprendre sa forme initiale. C 5. Pour chacun des énoncés suivants, précisez quelle est la propriété mécanique qui est exploitée. a) Certaines œuvres d art sont coulées dans du bronze. Ainsi, elles risquent peu de se déformer. b) En chauffant le bois, il est possible de lui donner de nouvelles formes. Malléabilité. c) Il est possible d étirer des blocs de cuivre pour en faire des fils. Ductilité. d) Il est très difficile d étirer des planches de bois d érable. Ténacité. e) Au Québec, la conception des édifices tient désormais compte de la capacité des structures à résister aux tremblements de terre. f) L érable et le chêne sont des essences souvent utilisées pour la fabrication de planchers de bois franc. Dureté (ou résilience). Résilience (ou élasticité). Dureté (ou résilience). 304 Questions d intégration Fiche synthèse 55

5 56 LES BOIS ET LES BOIS MODIFIÉS Fiche synthèse DÉFINITIONS Le bois est un matériau provenant de la coupe et de la transformation des arbres. PAGES 373 À 377 Remplissez cette fiche synthèse pour conserver une trace de vos apprentissages. Les bois modifiés sont des bois traités ou des matériaux faits de bois mélangés à d autres substances. PROPRIÉTÉS MÉCANIQUES DES BOIS Propriété mécanique Dureté Variations entre les espèces Les bois durs ont une dureté plus élevée que les bois mous. Plus l arbre est en santé, plus sa dureté est élevée. Élasticité Généralement, les bois ont une bonne élasticité. Résilience Lorsque la teneur en eau d un bois est adéquate, sa résilience est bonne et il est difficile à casser. Ductilité Les bois ne sont pas ductiles ou très peu. On ne peut donc presque pas les étirer. Malléabilité Plus un bois est chaud, plus il est malléable. Ténacité Les bois ont une excellente ténacité. La ténacité des bois durs est généralement plus élevée que celle des bois mous. FACTEURS FAISANT VARIER LES PROPRIÉTÉS MÉCANIQUES D UN BOIS L espèce d arbre dont le bois est issu. Sa teneur en eau. Sa vitesse de croissance. Les blessures qu il a subies. AVANTAGES À UTILISER LES BOIS DANS LA FABRICATION D OBJETS TECHNIQUES Ils sont faciles à travailler. Ils sont faciles à assembler. Ils font de bons isolants thermiques. Ils ne conduisent pas l électricité. Fiche synthèse

6 PRINCIPALES ESPÈCES DE BOIS UTILISÉES AU QUÉBEC Catégorie Espèces Bois durs Érable Bouleau jaune (merisier) Chêne Bois mous Épinette Pin Cèdre PRINCIPAUX BOIS MODIFIÉS Bois modifié Procédé de fabrication Bois traité Lamellé-collé Bois obtenu en le chauffant à haute température ou en le trempant dans un produit chimique. Bois obtenu en collant ensemble des morceaux de bois de taille réduite. Contreplaqué Bois obtenu en collant ensemble de grandes feuilles de bois. Panneau de particules Bois obtenu en collant ensemble des résidus de coupe et des déchets de bois. Panneau de fibres Bois obtenu en collant ensemble des fibres de bois. AVANTAGES VISÉS PAR LA PRODUCTION DE BOIS MODIFIÉS Obtenir des matériaux aux propriétés mécaniques plus constantes. Obtenir des matériaux plus résistants aux intempéries. Fabriquer des matériaux de plus grandes dimensions. Permettre l utilisation d arbres plus petits pour produire les matériaux. Permettre l utilisation des restes de bois et des résidus de coupe. 306 Fiche synthèse 56

7 ? 56 Questions d intégration Les bois et les bois modifiés 1. À quelle propriété des bois s applique chacune des affirmations suivantes? a) Le bois est difficile à casser s il contient assez d eau. Résilience. b) Cette propriété des bois durs favorise leur emploi pour la fabrication de planchers. c) Les bois peuvent reprendre facilement leur forme après avoir été déformés. 2. Parmi les énoncés suivants concernant les propriétés des bois, cochez ceux qui sont vrais. a) Les bois sont de bons isolants thermiques. b) Il est très facile d étirer des bois. c) Il est possible de courber une planche en la chauffant. d) Les bois provenant d une même espèce d arbres n ont pas toujours exactement les mêmes propriétés. Dureté (ou résilience). Élasticité. Nom: Groupe: Date: e) La dureté ne varie pas d un bois à l autre. f) La teneur en eau et les conditions dans lesquelles un arbre a poussé n affectent pas les propriétés d un bois. g) Les bois conduisent bien l électricité. 3. De quel type de bois ou de bois modifié s agit-il dans chacun des cas suivants? a) Bois mou, de teintes et de couleurs variables, qu on utilise parfois pour son odeur. b) Bois obtenu en collant ensemble des morceaux de bois de taille réduite. c) Bois fabriqué à partir des résidus et des déchets de bois provenant des industries de la coupe du bois. d) Bois dur, de teinte claire, qu on utilise pour fabriquer des meubles, des recouvrements de planchers et des boiseries. Cèdre. Lamellé-collé. Panneau de particules. Érable (ou bouleau jaune). e) Bois obtenu en collant ensemble de grandes feuilles de bois. f) Bois mou, de teinte claire, qu on utilise pour fabriquer des meubles, des portes et des traverses de chemin de fer. g) Bois dur, dont la couleur varie du brun clair au brun rosé, et qui sert parfois à la fabrication de colonnes. Contreplaqué. Pin (ou épinette). Chêne. h) Bois modifié servant à construire des objets ou des structures dans lesquels le bois est soumis à la pluie et à la neige. Bois traité. Questions d intégration Fiche synthèse

8 4. Complétez les phrases suivantes. a) Les bois durs proviennent généralement des feuillus et les bois mous proviennent surtout des conifères. b) Au Québec, les principales espèces d arbres qui fournissent des bois durs sont l érable, le bouleau jaune (ou merisier) et le chêne. c) Au Québec, les principales espèces d arbres qui fournissent des bois mous sont l épinette, le pin et le cèdre 5. Pour chacun des matériaux illustrés sur les photos suivantes, indiquez s il s agit d un bois ou d un bois modifié.. A C Bois. Bois. Bois modifié. E B D Bois modifié. Bois. Bois modifié. F 6. Vrai ou faux? a) Les propriétés mécaniques des bois sont plus constantes que celles des bois modifiés. b) Il est possible de traiter le bois afin de le rendre plus résistant aux intempéries. c) Pour la fabrication du papier, ce sont les bois durs qui sont privilégiés. d) Il est préférable d utiliser des bois durs dans la construction de planchers de bois franc. e) Actuellement, la majeure partie des arbres coupés dans nos forêts servent à produire des bois modifiés. Faux. Faux. 308 Questions d intégration Fiche synthèse 56

9 57 LES MÉTAUX ET LES ALLIAGES Fiche synthèse DÉFINITIONS PAGES 378 À 380 Remplissez cette fiche synthèse pour conserver une trace de vos apprentissages. Un métal est un matériau extrait d un minerai. Les métaux sont généralement brillants et bons conducteurs d électricité et de chaleur. Un alliage est le résultat du mélange d un métal avec une ou plusieurs autres substances, métalliques ou non. Un alliage ferreux est un alliage dont le principal constituant est le fer. Un alliage non ferreux est un alliage dont le principal constituant est un métal autre que le fer. MÉTAUX LES PLUS UTILISÉS Symbole Nom du métal chimique Principales caractéristiques Fer Fe Argenté. Mou. Peut rouiller en présence de dioxygène. Métal le plus utilisé. Cuivre Cu Rouge brun. Un des meilleurs conducteurs d électricité. Aluminium Al Blanc. Mou. Très abondant dans la nature. Métal le plus utilisé après le fer. Zinc Zn Blanc, légèrement bleuté. Magnésium Nickel Chrome Mg Ni Cr Blanc argenté. Peut brûler au contact de l air. Gris. Blanc, légèrement bleuté. Étain Sn Blanc argenté. Fiche synthèse

10 ALLIAGES LES PLUS UTILISÉS Type d alliages Alliages Composition et description Alliages ferreux Alliages non ferreux Acier Fonte Laiton Bronze Mélange de fer et de carbone (moins de 1,5 % de carbone). On y ajoute souvent du nickel, du chrome et du zinc. Mélange de fer et de carbone (plus de 2 % de carbone). Mélange de cuivre et de zinc. Peut prendre différentes couleurs, selon la teneur des différents métaux (blanc, gris, rose ou doré). Mélange de cuivre et d étain. Sa couleur varie du jaune au brun en passant par le rouge. Alliages d aluminium Il existe plusieurs alliages d aluminium dans lesquels une petite quantité d une ou de plusieurs autres substances est ajoutée (cuivre, manganèse, silicium, zinc, magnésium, etc.). RÉSUMÉ DES PROPRIÉTÉS DES PRINCIPAUX MÉTAUX ET ALLIAGES Propriété Métaux ou alliages qu on exploite pour cette propriété Ductilité Malléabilité Très bonne conductibilité électrique Fer, cuivre, zinc, étain, laiton. Fer, cuivre, aluminium, zinc, nickel, étain, acier, laiton, bronze, alliages d aluminium. Cuivre, aluminium, laiton. Légèreté Résistance à la corrosion Inflammabilité Dureté Résilience Ténacité Aluminium, magnésium, alliages d aluminium. Aluminium, zinc, nickel, chrome, laiton, bronze, alliages d aluminium. Magnésium. Nickel, chrome, acier, fonte, bronze. Acier. Acier. Point de fusion plutôt bas Masse volumique élevée Masse volumique faible Étain. Bronze. Alliages d aluminium. 310 Fiche synthèse 57

11 ? 57 Questions d intégration Les métaux et les alliages 1. Vrai ou faux? a) Les alliages peuvent contenir d autres substances que des métaux. b) Généralement, un métal ne conduit pas bien l électricité ou la chaleur. c) La corrosion du fer s observe par la formation de rouille. d) La corrosion des métaux ne modifie pas leurs propriétés. e) La plupart des matériaux métalliques sont faits de métal pur. f) Puisque le cuivre est un des meilleurs conducteurs d électricité, on utilise beaucoup ce métal pour fabriquer des fils électriques. 2. Parmi la liste des métaux suivants, choisissez celui qu on peut associer à la fabrication de l objet ou des objets illustrés sur chacune des photos. fer, cuivre, aluminium, nickel Faux. Faux. Faux. Nom: Groupe: Date: A Aluminium. C Fer. B Cuivre. D Nickel. 3. La façade de l Hôtel du Parlement du Québec est ornée de 22 statues coulées dans le bronze. Ces statues représentent des femmes et des hommes qui ont façonné l histoire du Québec. a) Le bronze est-il un alliage ferreux ou non ferreux? Justifiez votre réponse en précisant les principaux métaux servant à fabriquer cet alliage. C est un alliage non ferreux, car les principaux métaux utilisés pour fabriquer cet alliage sont le cuivre et l étain, et non le fer. b) Quelle propriété du bronze fait en sorte que les statues faites de cet alliage sont généralement lourdes? Sa masse volumique élevée. Questions d intégration Fiche synthèse

12 4. Observez les deux photos suivantes. a) Sous chacune de ces photos, précisez l alliage qui a été utilisé pour la fabrication de l objet illustré. A Fonte. b) Ces objets ont-ils été fabriqués à l aide d alliages ferreux ou non ferreux? Expliquez votre réponse. Ils ont été fabriqués à l aide d alliages ferreux, car le principal constituant B Acier. de ces alliages est le fer. c) Y a-t-il un élément non métallique présent dans ces deux alliages? Si oui, de quel élément s agit-il? Le carbone. 5. À quel métal ou à quel alliage chacune des descriptions suivantes correspond-elle? a) Métal blanc, léger, très abondant dans la nature et résistant à la corrosion. b) Mélange de cuivre et de zinc, qu on utilise souvent en décoration et dans les composantes électriques. c) Alliage malléable, résilient, tenace, qui entre dans la fabrication d outils de construction et de structures de bâtiments. d) Métal rouge brun, doté d une excellente conductibilité électrique. e) Métal le plus utilisé, de couleur argentée, qui peut rouiller en présence de dioxygène. f) Métal dont le point de fusion est plutôt bas et qui est utilisé dans les soudures. g) Métal qui peut brûler au contact de l air. h) Alliage très léger, dont sont fabriquées certaines pièces d avion. Aluminium. Laiton. Acier. Cuivre. Fer. Étain. Magnésium. Alliage d aluminium. 312 Questions d intégration Fiche synthèse 57

13 58 Fiche synthèse DÉFINITIONS LES FONCTIONS MÉCANIQUES ÉLÉMENTAIRES PAGES 383 À 388 Remplissez cette fiche synthèse pour conserver une trace de vos apprentissages. Un organe est une pièce ou un fluide qui remplit une fonction mécanique dans un objet technique. Une fonction mécanique élémentaire est un rôle joué par un organe ou par un groupe d organes dans le fonctionnement et l assemblage d un objet technique. La fonction guidage est la fonction mécanique élémentaire assurée par tout organe qui dirige le mouvement d une ou de plusieurs pièces mobiles. Un organe de guidage est un organe dont la fonction mécanique élémentaire est la fonction guidage. Une liaison permet technique. de maintenir ensemble deux ou plusieurs pièces dans un objet La fonction liaison est la fonction mécanique élémentaire assurée par tout organe qui lie ensemble des pièces d un objet. Un organe de liaison est liaison. un organe dont la fonction mécanique élémentaire est la fonction PRINCIPAUX TYPES DE GUIDAGE Symbole Guidage Description Guidage en rotation Guidage en translation L organe de guidage ne permet que la rotation des pièces mobiles. Les organes de forme cylindrique conviennent particulièrement bien à ce type de guidage. L organe de guidage ne permet que la translation des pièces mobiles. Les organes comportant des rainures conviennent particulièrement bien à ce type de guidage. Fiche synthèse

14 CARACTÉRISTIQUES DES LIAISONS 1 re 2 e 3 e Paire de caractéristiques Directe Indirecte Rigide Élastique Démontable Description de chaque caractéristique Les pièces sont conçues pour tenir ensemble sans l intervention d un organe de liaison. Les pièces ont besoin d un organe de liaison pour tenir ensemble. Les surfaces des pièces liées ou l organe de liaison sont rigides. Les surfaces des pièces liées ou l organe de liaison sont déformables. La séparation des pièces liées n endommage ni leur surface ni l organe de liaison. Indémontable La séparation des pièces liées endommage leur surface ou l organe de liaison. 4 e Totale La liaison ne permet aucun mouvement des pièces liées l une par rapport à l autre. Partielle La liaison permet à au moins une des pièces liées de bouger par rapport à l autre. PRINCIPAUX TYPES DE LIAISONS Liaison Liaison encastrement Liaison pivot Mouvement de la pièce guidée Il n y a aucun mouvement entre les pièces liées. La pièce guidée peut avoir un mouvement de rotation selon un seul axe. Liaison glissière Liaison pivot glissant Liaison rotule La pièce guidée peut avoir un mouvement de translation selon un seul axe. La pièce guidée peut avoir un mouvement de rotation et de translation selon le même axe. La pièce guidée peut avoir un mouvement de rotation Liaison hélicoïdale dans plusieurs directions. La pièce guidée peut avoir un mouvement hélicoïdal. 314 Fiche synthèse 58

15 !? 58 Questions d intégration Les fonctions mécaniques élémentaires 1. Quelle est la différence entre une fonction guidage et une fonction liaison? Réponses variables. Exemple : Dans une fonction guidage, un organe dirige le mouvement d une ou de plusieurs pièces mobiles. Dans une fonction liaison, un organe lie ensemble des pièces d un objet. 2. Est-ce à une translation ou à une rotation que correspond chacune des définitions suivantes? a) Mouvement circulaire d un objet autour d un axe. b) Déplacement d un objet de telle façon que tous ses points suivent une trajectoire identique. Exemple: le déplacement d une pièce guidée par un rail. 3. Observez bien les illustrations ci-dessous. Rotation. Translation. Nom: Groupe: Date: A B C D E a) Quelle est la fonction mécanique élémentaire qui est représentée dans ces illustrations? La fonction liaison. b) Précisez le nom de chacun des organes assurant cette fonction en choisissant parmi les termes de la liste suivante. boulon, colle, clou, rivet, vis Organe A: Colle. Organe D: Boulon. Organe B: Clou. Organe E: Rivet. Organe C: Vis. 4. Précisez à quel type de liaison s applique chacun des énoncés suivants. a) Dans ce type de liaison, une des pièces peut avoir un mouvement de rotation dans plusieurs directions. b) Ce type de liaison ne permet aucun mouvement entre les pièces liées. c) Dans ce type de liaison, le seul mouvement possible pour l une des pièces liées est la translation. Liaison rotule. Liaison encastrement. Liaison glissière. d) La liaison entre une vis et un écrou représente bien ce type de liaison. Liaison hélicoïdale. Questions d intégration Fiche synthèse

16 5. Précisez le type de guidage retrouvé dans les objets suivants. A C Guidage en translation. Guidage en rotation. B D Guidage en rotation. Guidage en translation. 6. Indiquez le type ainsi que les caractéristiques de la liaison illustrée sur la photo ci-contre. Expliquez toutes vos réponses. Type de liaison: liaison encastrement. Explication (réponses variables): Il n y a aucun mouvement entre les pièces liées. Caractéristiques: 1. Directe. Explication (réponses variables): Les pièces tiennent ensemble sans organe de liaison. 2. Rigide. Explication (réponses variables): Les surfaces des pièces liées sont rigides. 3. Indémontable. Explication (réponses variables): La séparation des pièces liées pourrait endommager leur surface. 4. Totale. Explication (réponses variables): La liaison ne permet aucun mouvement des pièces liées l une par rapport à l autre. 316 Questions d intégration Fiche synthèse 58

17 59 Fiche synthèse DÉFINITIONS LES FONCTIONS MÉCANIQUES COMPLEXES Un système est un ensemble d organes qui remplissent la même fonction. PAGES 389 À 398 Remplissez cette fiche synthèse pour conserver une trace de vos apprentissages. Une fonction mécanique complexe est le rôle joué par un groupe d organes dans le transfert du mouvement à l intérieur d un objet technique. Un système de transmission du mouvement communique un mouvement d une partie à une autre d un objet sans en changer la nature. Un système de transformation du mouvement transforme la nature d un mouvement lors de sa communication d une partie à une autre d un objet. PRINCIPALES FONCTIONS MÉCANIQUES COMPLEXES Nom Description Transmission du mouvement Transformation du mouvement Fonction mécanique complexe qui communique un mouvement d une pièce à une autre sans en modifier la nature. Fonction mécanique complexe qui communique un mouvement d une pièce à une autre tout en modifiant la nature du mouvement. ORGANES D UN SYSTÈME L organe moteur est à l origine du mouvement du système. L organe mené reçoit le mouvement et le transfère à une autre pièce. Un organe intermédiaire est situé entre l organe moteur et un organe mené. Organe intermédiaire Organe mené Organe moteur Fiche synthèse

18 SYSTÈMES DE TRANSMISSION DU MOUVEMENT Système Composantes et fonctionnement Système à roues de friction Deux ou plusieurs roues sans dents se frottent ensemble. Système à roues dentées Deux ou plusieurs roues munies de dents viennent en contact les unes avec les autres. On dit qu elles «s engrènent». Système à courroie et à poulies Deux ou plusieurs roues sur lesquelles une courroie peut glisser. Chaque roue porte le nom de «poulie». Système à chaîne et Deux ou plusieurs roues dentées qui ne se touchent pas et une chaîne. à roues dentées Système à roue dentée Une roue dentée et une vis sans fin. Les dents de la roue dentée glissent dans le sillon du filetage et à vis sans fin de la vis sans fin. SYSTÈMES DE TRANSFORMATION DU MOUVEMENT Système Composantes et fonctionnement Système à bielle et à manivelle Le mouvement de la manivelle est transmis à la bielle, qui transforme ce mouvement en translation, avant de le transmettre à son tour à une autre pièce. Système à pignon et à crémaillère Comprend une roue dentée qu on appelle «pignon» et une tige dentée qu on appelle «crémaillère». Le mouvement se transforme grâce aux dents qui s engrènent. Système à came et à tige-poussoir Comprend une came, soit un disque de forme irrégulière, et une tige-poussoir. Lorsque la came tourne, la tige-poussoir effectue un mouvement de translation alternatif (elle monte, puis redescend). Système à vis et à écrou Dans certains systèmes, c est l écrou qui constitue l organe moteur et son mouvement de rotation est transformé en mouvement de translation de la vis. Dans d autres systèmes, c est la vis qui est l organe moteur. 318 Fiche synthèse 59

19 ? 59 Questions d intégration Les fonctions mécaniques complexes 1. Quelle est la différence entre un système de transmission du mouvement et un système de transformation du mouvement? Réponses variables. Exemple: Dans un système de transmission du mouvement, le système communique un mouvement d une pièce à une autre sans en modifier la nature. Dans un système de transformation du mouvement, le système communique un mouvement d une pièce à une autre en modifiant sa nature. 2. Remplissez le tableau qui suit les illustrations en indiquant le nom et la fonction mécanique complexe de chaque système illustré. Nom: Groupe: Date: A C E B D F Système Fonction mécanique complexe A B C D E F Système à roues dentées Système à pignon et à crémaillère Système à bielle et à manivelle Système à roues de friction Système à came et à tige-poussoir Système à courroie et à poulies Transmission du mouvement Transformation du mouvement Transformation du mouvement Transmission du mouvement Transformation du mouvement Transmission du mouvement 3. Lequel des systèmes illustrés à la question 2 est économique, facile à construire et relativement silencieux? Le système à roue de friction (D). Questions d intégration Fiche synthèse

20 4. Donnez le nom de quatre systèmes qui sont composés d au moins une roue dentée. Système à roues dentées. Système à pignon et à crémaillère. Système à roue dentée et à vis sans fin. Système à chaîne et à roues dentées. 5. Répondez aux questions suivantes à l aide de l illustration montrant le système de direction d une automobile. a) Quel est le nom de l organe A? La crémaillère. b) Quel est le nom de l organe B? Le pignon. c) Dans ce système, est-ce l organe A ou l organe B qui constitue l organe moteur? Expliquez votre réponse. Il s agit de l organe B. Explication (réponses variables) : C est l organe B qui est à l origine du A B mouvement dans le système. d) Dans ce système, y a-t-il un organe intermédiaire entre l organe moteur et l organe mené? Encerclez-le sur l illustration, s il y a lieu. Aucun organe à encercler. e) Quel est le nom du système formant le mécanisme de direction d une automobile? Un système à pignon et à crémaillère. f) S agit-il d un système de transformation ou d un système de transmission du mouvement? Il s agit d un système de transformation du mouvement. 6. Vrai ou faux? a) Tous les systèmes de transformation et de transmission du mouvement comportent un organe intermédiaire. b) Il est approprié de choisir un système à bielle et à manivelle lorsqu on doit opter pour un système fonctionnant à grande vitesse. c) Le système à came et à tige-poussoir permet de transformer un mouvement de translation en un mouvement de rotation. d) On utilise généralement des systèmes à roues dentées pour transmettre un mouvement de rotation entre deux pièces éloignées d un objet. e) Le système à roue dentée et à vis sans fin transmet un mouvement de translation. Faux. Faux. Faux. Faux. 320 Questions d intégration Fiche synthèse 59

21 ? Nom: Groupe: Date: Questions SUPPLÉMENTAIRES 1. Dans la liste suivante, cochez tous les matériaux. a) Un érable. d) Un clou. b) Une scie. e) Du minerai de cuivre. c) Une planche. f) Une pince. 2. Associez chacune des propriétés des matériaux à sa définition. Ductilité Propriété de résister aux chocs. Dureté Propriété de résister à la traction sans déformation permanente. Élasticité Propriété de s étirer sans se rompre. Malléabilité Propriété de résister à la pénétration. Résilience Propriété de s aplatir ou de se courber sans se rompre. Ténacité Propriété de reprendre sa forme initiale après avoir été soumis à une contrainte. 3. Parmi les familles de matériaux (alliages, bois, bois modifiés ou métaux), choisissez celle à laquelle appartient chacun des matériaux suivants. a) Matériau obtenu en mélangeant des résidus de coupe du bois avec d autres substances, dont de la colle. b) Matériau obtenu en mélangeant un métal avec d autres substances. Bois modifiés. Alliages. c) Matériau provenant de la coupe et de la transformation des arbres. d) Un tuyau en aluminium. e) Matériau qui est généralement extrait d un minerai. f) Un panneau de contreplaqué. g) Un écrou en acier inoxydable. 4. Quel type de guidage permet chacun des mouvements suivants? a) Le mouvement des pales d un ventilateur. b) L ouverture d un tiroir de réfrigérateur. c) Le réglage du rétroviseur d une voiture. d) La fermeture des portes d un ascenseur. e) Le mouvement des aiguilles sur une horloge. Bois. Métaux. Métaux. Bois modifiés. Alliages. Guidage en rotation. Guidage en translation. Guidage en rotation. Guidage en translation. Guidage en rotation. Questions SUPPLÉMENTAIRES Fiches synthèses 55, 56, 57, 58 et

22 5. Vrai ou faux? Si l énoncé est faux, expliquez pourquoi. a) Serrer une vis dans le bois à l aide d un tournevis entraîne une contrainte de traction. Faux, il s agit d une contrainte de torsion. b) Le cuivre est un alliage utilisé comme conducteur d électricité. Faux, le cuivre est un métal et non un alliage. c) Pour obtenir du bronze, on mélange du cuivre et de l étain. d) Un matériau subit une déformation élastique s il reprend sa forme après avoir subi une contrainte. e) Le cisaillement est une contrainte qui tend à tordre les matériaux. Faux, le cisaillement est une contrainte qui tend à découper les matériaux. f) Généralement, une armature d acier possède une bonne résilience. g) La ténacité des bois durs est généralement moins bonne que celle des bois mous. Faux, la ténacité des bois durs est plus élevée que celle des bois mous. h) Le contreplaqué est un bois modifié obtenu en le chauffant à haute température. Faux, le contreplaqué est obtenu en collant ensemble de grandes feuilles de bois. i) L épinette est une espèce qui fait partie des bois mous. j) Aucun métal ne peut brûler au contact de l air. Faux, le magnésium peut brûler au contact de l air. 6. Quelle est la différence entre un métal et un alliage? Réponses variables. Exemple: Un métal est un matériau extrait d un minerai. Un alliage est le résultat du mélange d un métal avec une ou plusieurs autres substances, métalliques ou non. 7. Quelle est la différence entre un alliage ferreux et un alliage non ferreux? Réponses variables. Exemple: Un alliage ferreux est un alliage dont le principal constituant est le fer. Un alliage non ferreux est un alliage dont le principal constituant est un métal autre que le fer. 322 Questions SUPPLÉMENTAIRES Fiches synthèses 55, 56, 57, 58 et 59

23 8. Remplissez le tableau suivant en indiquant le type et les caractéristiques des liaisons illustrées. A B C Liaison Type Caractéristiques Liaison pivot Liaison hélicoïdale Liaison encastrement 1. Indirecte 2. Rigide 3. Indémontable 4. Partielle 1. Directe 2. Rigide 3. Démontable 4. Partielle 1. Directe 2. Rigide 3. Indémontable 4. Totale 9. Remplissez le tableau suivant en indiquant le type et les composantes des systèmes illustrés. Système Type Composantes A Système à pignon et 1. Pignon 1 à crémaillère 2. Crémaillère 2 B Système à roues dentées 1. Roue dentée 2 2. Roue dentée C Système à chaîne et à roues dentées 3. Roue dentée 1. Roue dentée 2. Roue dentée 3. Chaîne 1 2 Questions SUPPLÉMENTAIRES Fiches synthèses 55, 56, 57, 58 et

24 10. Remplissez la grille ci-dessous à l aide des définitions. Horizontalement 2. Organe qui initie le mouvement dans un système. Organe. 5. La fonction guidage et la fonction liaison sont des exemples de ces fonctions mécaniques. 8. Liaison dans laquelle les organes ont besoin d un organe de liaison pour tenir ensemble. 10. Fonction mécanique complexe qui modifie la nature du mouvement. du mouvement. 11. Résultat du mélange d un métal avec une ou plusieurs substances, métalliques ou non. 13. Mélange de cuivre et d étain recherché pour sa dureté. 14. Type de liaison qui relie un pot et son couvercle qui se visse. 15. Contrainte qui tend à écraser les matériaux. Verticalement 1. Substance généralement élaborée par les êtres humains et qui entre dans la fabrication des objets techniques. 3. Essence de bois utilisée pour l odeur qu elle dégage. 4. Matériau provenant de la coupe et de la transformation des arbres. 6. Objet conçu et fabriqué par l être humain pour satisfaire un ou plusieurs de ses besoins ou de ses désirs. 7. Métal le plus utilisé, après le fer. 9. Propriété d un matériau de pouvoir s étirer pour former des fils. 12. Nom donné à une pièce ou à un fluide qui remplit une fonction dans un objet technique M O T E U R C B A È O T D I É L É M E N T A I R E S T A R 9 E E L 8 I N D I R E C T E C U A U H M U C N I T R A N S F O R M A T I O N I 12 Q I A L L I A G E O U U I 13 B R O N Z E M T G 14 H É L I C O Ï D A L E N 15 C O M P R E S S I O N 324 Questions SUPPLÉMENTAIRES Fiches synthèses 55, 56, 57, 58 et 59