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Activités supplémentaires UT•Chapitre12
C H A P I T R E 12 L’ingénierie mécanique et les matériaux
Section 12.1 Les fonctions mécaniques élémentaires
1 Associezlesdéfinitionssuivantesauxfonctionstypesauxquellesellescorrespondent.
a) Permetd’unirunepièceàuneouplusieursautrespièces.
b) Empêcheunfluide,unsolideouungazdes’échapperdesoncontenant.
c) Permetàunobjetd’effectuerunmouvementdansladirectiondésirée.
d) Diminuelefrottemententrelespiècesd’unobjetetfaciliteleursmouvements.
1) Lubrification
2) Guidage
3) Étanchéité
4) Liaison Réponses : a4 ; b3 ; c2 ; d1.
2 Précisezdequellefonctiontypeilestquestiondanslesénoncéssuivants.
a) Félixréassemblelespiècesdesabicycletteaprèsenavoir faitl’entretien. Liaison
b) Ilvérifiequelepivotauniveaudufreinsurleguidonestbien ajustépourpermettrelemouvementdelamanettedufrein. Guidage
c) Pendantcetemps,Dominiques’assurequelebouchon duréservoird’essencedesonscouteurfermebien. Étanchéité
d) Puiselleajoutedel’huilesurlachaînedesonscouteur. Lubrification
3 Voiciquelquesobjetstechniques.Queltypedeliaisonchacundecesobjetscomporte-t-il?Choisissezvosréponsesparmilestypesdeliaisonsprésentésdansl’encadréci-dessous.
•Appui-plan •Glissière •Pivot •Rotule
•Encastrement •Liaisonhélicoïdale •Pivotglissant
a) Entrelalameetlemanched’uncouteau àlamerétractable
Glissière
b) Entrelemorsmobileetlavisdeserraged’un serre-jointenC
Rotule
Morsmobile
Visdeserrage
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c) Entrelecompartimentdespilesd’une télécommandeetsoncouvercle
Encastrement
d) Entreunpotetsoncouvercle
Liaison hélicoïdale
e) Entrelespoussoirsd’unjeudehockeysur airetlatable
Appui-plan
f) Entrelecadrand’unemontreetlatigequi permetd’ajusterl’heure
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Pivot glissant
g) Entreuneautomobileetsesportières
Pivot
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4 Pourchaqueobjetillustréàl’activité3,expliquezlechoixdelaliaison. Plusieurs réponses sont possibles. Exemples : a) Couteauàlamerétractable
Pouvoir ranger la lame de façon sécuritaire dans le manche.
Glisser facilement la lame hors du manche à la longueur désirée.
b) Serre-joint
Faciliter l’appui contre l’objet à serrer grâce à la mobilité de la zone d’appui du mors mobile.
c) Compartimentdespilesd’unetélécommande
Faciliter le remplacement des piles car il suffit de glisser le couvercle dans les rainures pour le retirer ;
on n’a donc pas besoin de le dévisser.
d) Potetcouvercle
Assurer une certaine étanchéité du pot.
e) Jeudehockeysurair
Faciliter le glissement des poussoirs sur la table.
Permettre des mouvements dans toutes les directions.
f) Montre
Permettre l’ajustement facile des aiguilles et leur blocage quand on repousse la tige vers l’intérieur
de la montre.
g) Portièred’automobile
Faciliter l’ouverture et la fermeture de la portière.
Permettre une bonne amplitude d’ouverture de la portière.
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Section 12.2 Les mécanismes de transmission et de transformation du mouvement
5 Voiciuneséried’objetstechniques.Pourchacundesobjets:
a) Précisezs’ils’agitd’unsystèmedetransmissionoudetransformationdumouvement.
b) Nommezlemécanisme.
c) Précisezsilemécanismeestréversibleouirréversible.
d) Précisez les fonctions des composantes en les pointant sur le dessin et en utilisant les légendes présentéesdansl’encadréci-dessous.
1) Organemoteur 2) Organeintermédiaire 3) Organerécepteur
A) Unbaumepourleslèvres
a) Mécanisme de transmission du mouvement
b) Vis et écrou
c) Irréversible
B) Untire-bouchonàlevier
a) Mécanisme de transformation du mouvement
b) Pignon et crémaillère
c) Réversible
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C) Une motocyclette
a) Mécanisme de transmission du mouvement
b) Chaîne et roues dentées
c) Réversible
6 Une bicyclette est équipée de dérailleurs sur le pédalier et sur la roue arrière pour faire passer la chaîne d’un pignon (roue dentée) à l’autre. À quoi servent ces roues dentées de grosseurs différentes ?
La variation de la grosseur des roues dentées
permet de faire varier la vitesse à laquelle
on roule.
Section 12.3 Les matériaux et leurs propriétés
7 Pour chacun des objets ci-dessous, indiquez la contrainte à laquelle l’objet est soumis. Faites votre choix parmi les contraintes suivantes.
1) Compression 2) Torsion 3) Traction
a) Les courroies qui permettent d’attacher une tente au sol à l’aide de piquets
Traction
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b) Latiged’untournevisqu’ontourne c) Lesmursporteursd’unemaison
Torsion Compression
8 Parmilalistedematériauxquisuit, lesquelssontàprivilégierpourlafabricationdesobjetsci-dessous? Justifiezvoschoixenparlantdespropriétésdesmatériauxchoisis. Plusieurs réponses sont possibles. Exemple :
•Acier •Boisdur •Cuivre
•Acierinoxydable •Boismou •Panneauxdefibres
a) Railsdevoieferrée
L’acier, car c’est un matériau malléable auquel on peut donner la forme désirée. Sa dureté lui permet
également de résister au passage des trains.
b) Mouluresdécorativesàfaiblecoût
Les panneaux de fibres, car ils sont faciles à utiliser et résistent bien à l’usure. Ils sont aussi moins
chers que le bois.
c) Filsélectriques
Le cuivre, car sa ductilité permet de l’étirer en fils. C’est un bon conducteur d’électricité qui résiste bien
à la corrosion et à l’humidité.
d) Parquets
Le bois dur, car sa dureté lui permettra de résister à l’usure.
e) Chaudrons
L’acier inoxydable, car c’est un matériau malléable auquel on peut donner la forme désirée. De plus,
il résiste à la corrosion.
f) Meubles
Le bois mou, car il est flexible et plus léger, ce qui facilite la fabrication et le déplacement des meubles.
Il est aussi souvent moins cher que le bois dur.
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Consolidation
9 Répondezauxquestionsrelativesàchacundesobjetssuivants.
a) Ventilateurdetable b) Écransolaireenvaporisateur
A)Quellefonctionmécaniquepermetàl’hélicedetourner?
La fonction guidage
B) Quel type de liaison unit l’hélice à l’arbremoteur?
Une liaison pivot
C) À quelle contrainte mécanique doit résisterl’hélice?
La torsion
D) Lesventilateurspossèdentsouventdeshélicesfaitesdematièreplastique.Donnezunavantagedeceshélicesparrapportàcellesenmétal.
Plusieurs réponses sont possibles. Exemples :
– Le plastique est moins cher que le métal.– Le plastique est moins coupant que le métal.– Le plastique est plus léger que le métal.
A) Quellefonctionmécaniquepermetàl’emboutduvaporisateurdedescendreenlignedroite?
La fonction guidage (en translation)
B) Quel type de liaison unit l’embout duvaporisateuraubouchon?
Une liaison pivot glissant
C) Donnezunavantagedecetypedeliaison.
Plusieurs réponses sont possibles. Exemples :
D) Les bouteilles munies d’un vaporisateurpeuvent être faites de verre. Nommez unavantageetun inconvénientquereprésentel’utilisationdecematériau.
Plusieurs réponses sont possibles. Exemples :
– On peut voir à travers (avantage), il est
recyclable (avantage), mais il peut se
briser facilement (inconvénient).
E) Unressortpermetàl’emboutduvaporisateurderemonter.Quelleformedecontrainteestappliquéesurceressort?
La compression
F) Àquellefonctionmécaniquedoit-onrecourirpouréviterquelabouteillenelaisseéchapperleliquidequ’ellecontient?
La fonction étanchéité
– L’embout n’envoie un jet que lorsqu’on appuie dessus.
– Le pivot permet de tourner l’embout pour propulser le jet dans la direction souhaitée.
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c) Batteurélectrique
A) Les fouets tournent grâce à quel type de mécanisme: un mécanisme de transformation du mouvementouunmécanismedetransmissiondumouvement?
Un mécanisme de transmission du mouvement
B) Queltypedecontraintesubissentlesfouets? La torsion
C) Queltypedeliaisonunitlesfouetsaubatteur? Une liaison encastrement
D) D’aprèsvous,pourquoia-t-onchoisi,danslemodèlereprésenté,desfouetsenmétaletdequeltype demétalpourrait-ils’agir?Expliquezvotreréponse.
Les fouets en métal résistent mieux à la torsion que les fouets en plastique, par exemple. Ils sont
aussi plus coupants, ce qui aide à bien mélanger les ingrédients. Les fouets de ce batteur sont
probablement faits d’acier inoxydable pour résister à la corrosion.
Éjecteurdefouets
Poignée
Talond’appui
Fouetsenmétal
Sélecteurdevitesse
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