Comment décrire un objet Unité 2. La Forme carrérectangulaire triangulaire rond circulaire ovale.
Comment décrire le mouvement d'une machine de...
9
MÉCANIQUE Lycée LEONARD DE VINCI - 2019/2020 COMMENT DÉCRIRE LE MOUVEMENT D'UNE MACHINE DE CHANTIER ? MECA 2 2de PRO 2CDBTP1 PHYSIQUE CHIMIE / ACTIVITES 1/9 NOM : _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ Lycée LEONARD DE VINCI (33) – Laboratoire de Mathématiques Physique Chimie – C. DUPONT - http://eolipyle.free.fr – 2CDBTP1 1920 S MECA 2 AC Mouvements.docx – 2019/2020 1. Description du mouvement VA VA AN ACTIVITE 1 « La description d’un mouvement est-elle toujours la même ? » AN Analyser/Raisonner VA Valider 1. La figure ci-contre présente deux ouvriers B et C se laissant monter sans bouger par un ascenseur de chantier. L’ouvrier C regarde son collègue A qui est resté au sol. a. Vu par l’ouvrier A, l’ouvrier C est : en mouvement immobile b. Vu par l’ouvrier B, l’ouvrier C est : en mouvement immobile c. Le mouvement d’un solide est un phénomène relatif. Le mouvement peut être différent selon le référentiel que l’on choisit. Si on choisit le sol comme référentiel, l’ouvrier C est : en mouvement immobile d. Si on choisit l’ascenseur de chantier comme référentiel, l’ouvrier C est : en mouvement immobile e. La trajectoire d’un point d’un mobile est l’ensemble des positions qu’il occupe au cours du temps dans un repère choisi. De quel type est le déplacement de l’ascenseur de chantier dans le référentiel du sol ? Circulaire car sa trajectoire de tous ses points est un cercle Rectiligne car la trajectoire de tous ses points est une droite 2. Deux ouvriers E et F sont sur un échafaudage électrique. L’ouvrier F ne bouge pas, alors que l’ouvrier E se dirige vers l’extrémité de l’échafaudage. a. L’échafaudage n’est pas en mouvement. Dans le référentiel de l’échafaudage : Vu par l’ouvrier F, l’ouvrier E est : en mouvement immobile Vu par un passant au sol, l’ouvrier E est : en mouvement immobile b. Arrivé à l’extrémité de l’échafaudage, l’ouvrier E actionne le bouton pour faire monter l’échafaudage, et il ne bouge pas pendant le temps de monté. Comment est vu l’ouvrier E par un passant au sol : Dans le référentiel de l’échafaudage ? en mouvement immobile Dans le référentiel du sol ? en mouvement immobile 3. Une mini-pelle est montée sur rails et se déplace à vitesse constante vers la droite. Le godet n’est pas en action. a. Dans le référentiel du rail : Quelle est l’allure de la trajectoire du point G ? Quelle est l’allure de la trajectoire du point T ? Quelle est l’allure de la trajectoire du point R ? b. Dans le référentiel de la mini-pelle : Quelle est l’allure de la trajectoire du point G ? Quelle est l’allure de la trajectoire du point T ? Quelle est l’allure de la trajectoire du point R ? 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 B C E F G R T
Transcript of Comment décrire le mouvement d'une machine de...
MÉCANIQUE
Lycée LEONARD DE VINCI - 2019/2020
COMMENT DÉCRIRE LE MOUVEMENT
D'UNE MACHINE DE CHANTIER ?
MECA 2
2de PRO
2CDBTP1 PHYSIQUE CHIMIE / ACTIVITES 1/9
NO
M :
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
__ _
_ _
_
Lycée L
EO
NA
RD
DE
VIN
CI (3
3)
– L
ab
ora
toire
de M
ath
ém
atiq
ues P
hysiq
ue
Ch
imie
– C
. D
UP
ON
T -
htt
p:/
/eolip
yle
.fre
e.fr
–
2C
DB
TP
1 1
920 S
ME
CA
2 A
C M
ou
ve
me
nts
.do
cx
– 2
01
9/2
02
0
1. Description du mouvement
VA
VA
AN
ACTIVITE 1 « La description d’un mouvement est-elle toujours la même ? »
AN Analyser/Raisonner
VA Valider
1. La figure ci-contre présente deux ouvriers B et C se laissant monter sans bouger par un ascenseur de chantier. L’ouvrier C regarde son collègue A qui est resté au sol.
a. Vu par l’ouvrier A, l’ouvrier C est : en mouvement immobile b. Vu par l’ouvrier B, l’ouvrier C est : en mouvement immobile c. Le mouvement d’un solide est un phénomène relatif. Le mouvement peut
être différent selon le référentiel que l’on choisit. Si on choisit le sol comme référentiel, l’ouvrier C est : en mouvement immobile
d. Si on choisit l’ascenseur de chantier comme référentiel, l’ouvrier C est : en mouvement immobile
e. La trajectoire d’un point d’un mobile est l’ensemble des positions qu’il occupe au cours du temps dans un repère choisi. De quel type est le déplacement de l’ascenseur de chantier dans le référentiel du sol ? Circulaire car sa trajectoire de tous ses points est un cercle Rectiligne car la trajectoire de tous ses points est une droite
2. Deux ouvriers E et F sont sur un échafaudage électrique. L’ouvrier F ne bouge pas, alors que l’ouvrier E se dirige vers l’extrémité de l’échafaudage.
a. L’échafaudage n’est pas en mouvement. Dans le référentiel de l’échafaudage : Vu par l’ouvrier F, l’ouvrier E est : en mouvement immobile Vu par un passant au sol, l’ouvrier E est : en mouvement immobile
b. Arrivé à l’extrémité de l’échafaudage, l’ouvrier E actionne le bouton pour faire monter l’échafaudage, et il
ne bouge pas pendant le temps de monté. Comment est vu l’ouvrier E par un passant au sol : Dans le référentiel de l’échafaudage ? en mouvement immobile Dans le référentiel du sol ? en mouvement immobile
3. Une mini-pelle est montée sur rails et se déplace à vitesse constante vers la droite. Le godet n’est pas en action.
a. Dans le référentiel du rail : Quelle est l’allure de la trajectoire du point G ?
Quelle est l’allure de la trajectoire du point T ?
Quelle est l’allure de la trajectoire du point R ?
b. Dans le référentiel de la mini-pelle : Quelle est l’allure de la trajectoire du point G ?
Quelle est l’allure de la trajectoire du point T ?
Quelle est l’allure de la trajectoire du point R ?
1 2 3 4 5 1 2 3 4 5
B
C
E F
G R
T
MECA 2 COMMENT DÉCRIRE LE MOUVEMENT D'UNE
MACHINE DE CHANTIER ?
2de PRO
2CDBTP1 PHYSIQUE CHIMIE / ACTIVITES 2/9
NO
M :
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
__ _
_ _
_
Lycée L
EO
NA
RD
DE
VIN
CI (3
3)
– L
ab
ora
toire
de M
ath
ém
atiq
ues P
hysiq
ue
Ch
imie
– C
. D
UP
ON
T -
htt
p:/
/eolip
yle
.fre
e.fr
–
2C
DB
TP
1 1
920 S
ME
CA
2 A
C M
ou
ve
me
nts
.do
cx
– 2
01
9/2
02
0
AN 4. Une grue de chantier soulève une charge.
Simultanément, le chariot se déplace vers la droite à vitesse constante et la charge monte également à vitesse constante.
a. Dans un référentiel lié au sol, quelle est la trajectoire de la charge vue par un observateur face à la grue présentée sur le schéma ?
b. Dans un référentiel lié au poste de pilotage, quelle est celle de la trajectoire de la charge vu par le conducteur de la grue ?
c. Dans un référentiel lié au chariot, quelle est celle de la trajectoire de la charge vu par un agent de maintenance en position sur le chariot ?
ACTIVITE 2 « Comment décrire la nature d’un mouvement ? »
AP S’Approprier
AN Analyser/Raisonner
RE Réaliser
VA Valider
Document : Mise ne place d’une caméra timelaps de suivi de chantier
Document : Suivi chronophotogra-phique d’un chantier de piscine
Document : Chronophotographie d’un piéton
Le temps entre chaque prise est identique
Document : Chronophotographies de sportifs
Document : Application pour Smartphone pour réaliser des chronophotographies
1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5
MECA 2 COMMENT DÉCRIRE LE MOUVEMENT D'UNE
MACHINE DE CHANTIER ?
2de PRO
2CDBTP1 PHYSIQUE CHIMIE / ACTIVITES 3/9
NO
M :
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
__ _
_ _
_
Lycée L
EO
NA
RD
DE
VIN
CI (3
3)
– L
ab
ora
toire
de M
ath
ém
atiq
ues P
hysiq
ue
Ch
imie
– C
. D
UP
ON
T -
htt
p:/
/eolip
yle
.fre
e.fr
–
2C
DB
TP
1 1
920 S
ME
CA
2 A
C M
ou
ve
me
nts
.do
cx
– 2
01
9/2
02
0
AN
AN
AP
VA
VA
RE
1.a. Le mouvement du piéton est : accéléré ralenti uniforme b. Le mouvement du coureur est : rectiligne accéléré rectiligne ralenti rectiligne uniforme
c. Le mouvement de la tête du plongeur, à partir de la 4e prise photographique est : rectiligne accéléré rectiligne ralenti rectiligne uniforme
d. Le mouvement des pieds du gymnaste lors des huit premières prise photographiques est : circulaire accéléré circulaire ralenti rectiligne accéléré rectiligne ralenti
2.a. Le mouvement du ballon de basket dans les positions à est-il circulaire ? OUI NON b. Le mouvement du ballon de basket dans les positions à est : accéléré ralenti c. Le mouvement du ballon de basket dans les positions à est : accéléré ralenti d. Le mouvement du ballon de basket dans les positions à est : circulaire accéléré circulaire ralenti rectiligne accéléré rectiligne ralenti
3.a. Quelle est l’unité de vitesse indiquée sur les panneaux du code de la route ? m.h m/h km.h km/h km.s km/s
b. En déduire la relation liant la vitesse v, la distance d et le temps t :
v = d×t v = dt v =
td
c. En physique, les unités courantes de la distance d et du temps t sont le mètre (m) et la seconde (s). Quelle est alors l’unité de la vitesse ? m.s m/s s/m
d. Utiliser la bonne relation pour convertir le record de vitesse de la pelleteuse dans cette unité :
116,2×3,6 116,23,6
3,6116,2
................
Document : Record de vitesse en pelleteuse
Sur le continent australien, les habitants se sont lancés un drôle de défi : battre le record du monde de vitesse en pelleteuse ! La pelleteuse a atteint une vitesse de 116.2 km/h ! Un record mondial qui a été validé par le Guinness des Records.
Synthèse et petit cours (1. à 2.) ...
AN
Exercice 1 : Trottinette électrique
On donne les positions successives d’un point du
guidon d’une trottinette électrique à intervalle de
temps régulier (toutes les 0,4 s).
Quel type de mouvement fait la trottinette ?
rectiligne uniforme rectiligne accéléré rectiligne décéléré
circulaire uniforme circulaire accéléré circulaire décéléré
AN
AN
AN
Exercice 2 : Ça tombe bien !
1. Une pierre est lâchée du haut du mât d’un bateau qui avance régulièrement (à vitesse constante) sur une mer
calme. À quel endroit tombe la pierre ? (Cocher la bonne réponse)
Au pied du mât À l’avant du bateau À l’arrière du bateau
2. Quelle est la forme de la trajectoire, vue du bateau ?
3. Quelle est la forme de la trajectoire, vue de la berge ?
2. Mouvements rectilignes
RE
RE
Exercice 3 : Record du monde du 10 000 m
L’éthopien Kenenisa Bekele détient le record du monde du 10 000 m à pied en 26 min
et 18 s (arrondi à la seconde près). Ce record fut établi le 26 août 2005 en Belgique.
1. Calculer la vitesse moyenne en m/s du coureur lorsqu’il a établi son record.
2. Exprimer cette vitesse en km/h
Sens de déplacement du bateau Sens de déplacement du bateau Sens de déplacement du bateau
MECA 2 COMMENT DÉCRIRE LE MOUVEMENT D'UNE
MACHINE DE CHANTIER ?
2de PRO
2CDBTP1 PHYSIQUE CHIMIE / ACTIVITES 4/9
NO
M :
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
__ _
_ _
_
Lycée L
EO
NA
RD
DE
VIN
CI (3
3)
– L
ab
ora
toire
de M
ath
ém
atiq
ues P
hysiq
ue
Ch
imie
– C
. D
UP
ON
T -
htt
p:/
/eolip
yle
.fre
e.fr
–
2C
DB
TP
1 1
920 S
ME
CA
2 A
C M
ou
ve
me
nts
.do
cx
– 2
01
9/2
02
0
AP
AN
CM
RE
CM
VA
AN
RE
TP 1 « Comment décrire le mouvement d’un palet sur table à cousins d’air ? »
AP S’Approprier
AN Analyser/Raisonner
RE Réaliser
VA Valider
CM
Communiquer
1.a. Le système à « coussin d’air » de la table de jeu ci-contre fonctionne : grâce à un palet qui envoie de l’air grâce à la table qui envoie de l’air grâce à un palet équipé de billes de
roulement b. Ce système permet :
de freiner le palet pour que les joueurs mettent en valeur leur force
de rafraichir les joueurs
Document : Table de Hockey avec moteur sur coussin d'air. Les jetons (palets) flottent sur un coussin d'air pour un jeu rapide et excitant !
de rendre négligeables les forces de frottement sur le palet 2. « Une fois l’impulsion donné par le joueur au palet, comment décrire le mouvement du palet sur la
table à cousins d’air ? » Émettre une hypothèse parmi les propositions suivantes, en l’explicitant. Mouvement circulaire uniforme Mouvement circulaire uniformément accéléré Mouvement circulaire uniformément décéléré
Mouvement rectiligne uniforme Mouvement rectiligne uniformément accéléré Mouvement rectiligne uniformément décéléré
........................................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................................
3. On utilise le mode « vidéo » du logiciel LATIS PLP pour étudier le mouvement d’un mobile autoporteur sur cousin d’air.
a. Dans le menu « Édition » utiliser l’outil « Analyse de séquence vidéo » pour lire le fichier vidéo intitulé « Mobile autoporteur sur table horizontale » (). On repositionnera la vidéo au tout début.
b. Fixer l’origine du repère au centre du mobile (), régler ensuite l’étalon à l’aide de la règle de 1 m (), puis choisir le sens des axes dans le sens du déplacement ().
c. Lancer l’acquisition des points
puis acquérir les différentes positions du centre du mobile autoporteur au fur et à mesure du défilement automatique de la vidéo ().
Appel n°1 : Faire vérifier les acquisitions, puis faire afficher la courbe Mouvement X dans une fenêtre graphique
4.a. Comment semblent être les points les uns par rapport aux autres ? ......................................................... b. La distance est-elle proportionnelle au temps ? ......................................................................................... c. Dans le menu « Traitements », lancer l’outil « Modélisation » pour modéliser la courbe Mouvement X.
On choisira parmi la liste des fonctions mathématiques celle qui s’adapte avant de lancer le calcul.
Appel n°2 : Faire vérifier la modélisation mathématique des résultats expérimentaux.
5.a. Ouvrir l’outil « Vecteurs » disponible dans le menu « Traitements » -« Calculs spécifiques », puis suivre les instructions suivantes : Glisser la courbe Mouvement X dans le cadre réservé au déplacement horizontal ; Glisser la courbe Mouvement Y dans le cadre réservé au déplacement vertical ; Faire un clic droit sur la zone graphique de la fenêtre du module « Tracé de vecteurs » ; Sélectionner « Récupérer les normes » Fermer la fenêtre du module « Tracé de vecteurs » ; Dans la liste des courbes, renommer la courbe Norme Vecteur Vitesse apparut en Vitesse ; Faire afficher une nouvelle fenêtre, et utiliser l’outil mosaïque pour réguler l’affichage des fenêtres ; Faire afficher la courbe Vitesse dans la fenêtre n°2 ;
1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5
Choisir le sens des axes
Pour lancer
l’acquisition des points
Pour ouvrir le fichier vidéo
Choisir l’origine
Sélectionner la longueur étalon
MECA 2 COMMENT DÉCRIRE LE MOUVEMENT D'UNE
MACHINE DE CHANTIER ?
2de PRO
2CDBTP1 PHYSIQUE CHIMIE / ACTIVITES 5/9
NO
M :
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
__ _
_ _
_
Lycée L
EO
NA
RD
DE
VIN
CI (3
3)
– L
ab
ora
toire
de M
ath
ém
atiq
ues P
hysiq
ue
Ch
imie
– C
. D
UP
ON
T -
htt
p:/
/eolip
yle
.fre
e.fr
–
2C
DB
TP
1 1
920 S
ME
CA
2 A
C M
ou
ve
me
nts
.do
cx
– 2
01
9/2
02
0
CM
VA
CM
VA
CM
Modifier l’échelle de l’axe des ordonnées de la fenêtre n°2, pour que les valeurs de vitesse varient entre 0 m/s et 0,5 m/s (on fera pour cela un double clic sur une des valeurs de l’axe).
Appel n°3 : Faire vérifier l’affichage de la vitesse, puis enregistrer et transmettre au professeur le fichier de travail.
b. Que peut-on dire des valeurs de la vitesse pendant tout le mouvement ? ................................................. 6. Confirmer ou infirmer l’hypothèse initialement formulée (en explicitant la réponse) :
............................................................................................................................
............................................................................................................................ 7. Sur le jeu photographié ci-contre, la table n’est pas équipée d’un système de
« cousins d’air ». Quel est alors le type de mouvement du palet lancé ?
............................................................................................................................
AN
CM
RE
CM
VA
AN
CM
VA
VA
RE
AN
CM
VA
VA
CM
TP 2 « Comment décrire le mouvement d’un outil en chute libre d’un échafaudage ? »
AN Analyser/Raisonner
RE Réaliser
VA Valider
CM
Communiquer
1. Un ouvrier, en haut d’un échafaudage lâche des mains par inadvertance un de ces outils, qui tombe en chute libre. « Comment décrire le mouvement de l’outil en chute libre ? » Émettre une hypothèse parmi les propositions suivantes : Mouvement rectiligne uniforme Mouvement rectiligne uniformément accéléré Mouvement rectiligne uniformément décéléré
2. On utilise le mode « vidéo » du logiciel LATIS PLP pour étudier la chute libre d’une balle de golf. a. Utiliser l’outil « Analyse de séquence vidéo » pour lire le fichier vidéo intitulé « Chute balle de golf ». b. Fixer l’origine du repère au centre de la balle, régler ensuite l’étalon à l’aide de la règle verticale de 1 m,
puis choisir le sens des axes dans le sens du déplacement . c. Lancer l’acquisition des points puis acquérir les différentes positions du centre de la balle.
Appel n°1 : Faire vérifier les acquisitions, puis faire afficher la courbe Mouvement Y dans une fenêtre graphique
3.a. Comment semblent être les points les uns par rapport aux autres ? ......................................................... b. La distance est-elle proportionnelle au temps ? OUI NON c. Utiliser l’outil « Modélisation » pour modéliser la courbe Mouvement Y. On choisira parmi la liste des
fonctions mathématiques celle qui s’adapte à la situation avant de lancer le calcul.
Appel n°2 : Faire vérifier la modélisation mathématique des résultats expérimentaux. Le professeur désactivera les coefficients dont la valeur est quasi nulle.
d. Noter l’équation du mouvement obtenue : y(t) = a×t2 avec a ................. e. On rappelle la valeur de l’intensité de la pesanteur : g = 10 N/kg. Comparer la valeur du coefficient a
calculé lors de la modélisation avec la valeur de g : a g a 2g a g2
a g2
f. En déduire l’expression générale de l’équation du mouvement de chute libre de la balle de golf :
y = 12
g t y = g t y = 2 g t y = 12 g t2 y = g t2 y = 2 g t2
4.a. Ouvrir l’outil « Vecteurs » disponible dans le menu « Traitements » - « Calculs spécifiques, puis glisser les courbes Mouvement X et Mouvement Y dans les zones adéquates, et « Récupérer les normes » (en faisant un clic droit sur la zone graphique). On renommera alors la courbe Norme de Vecteurs Vitesse en Vitesse, et on changera son style d’affichage pour avoir des croix non reliées. On fera ensuite afficher la courbe Vitesse dans une nouvelle fenêtre (et on utilisera l’outil « mosaïque » pour réguler l’affichage des deux fenêtres).
b. Utiliser l’outil « Modélisation » pour modéliser la courbe Vitesse. On choisira parmi la liste des fonctions mathématiques celle qui s’adapte à la situation (on ne prendra pas en compte le point correspondant à vitesse lorsque t = 0 s).
Appel n°3 : Faire vérifier la modélisation, puis enregistrer et transmettre au professeur le fichier de travail.
c. Noter l’équation obtenue (arrondir à 10-3 près les valeurs des coefficients) : v(t) = ................................. d. Comparer le résultat obtenu à la valeur de l’intensité de la pesanteur g et en déduire l’expression
générale de la vitesse en fonction du temps :
v = 12
g t v = g t v = 2 g t v = 12 g t2 v = g t2 v = 2 g t2
5. Confirmer ou infirmer l’hypothèse initialement formulée (en explicitant la réponse) : ...................................
.........................................................................................................................................................................
1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5
MECA 2 COMMENT DÉCRIRE LE MOUVEMENT D'UNE
MACHINE DE CHANTIER ?
2de PRO
2CDBTP1 PHYSIQUE CHIMIE / ACTIVITES 6/9
NO
M :
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
__ _
_ _
_
Lycée L
EO
NA
RD
DE
VIN
CI (3
3)
– L
ab
ora
toire
de M
ath
ém
atiq
ues P
hysiq
ue
Ch
imie
– C
. D
UP
ON
T -
htt
p:/
/eolip
yle
.fre
e.fr
–
2C
DB
TP
1 1
920 S
ME
CA
2 A
C M
ou
ve
me
nts
.do
cx
– 2
01
9/2
02
0
3. Mouvements circulaires
AP
AN
AP
CM
AN
AP
AN
RE
ACTIVITE 3 « Suivi de chantier par drone »
AP S’Approprier
AN Analyser/Raisonner
RE Réaliser
CM
Communiquer
Document : Pilotage d’un drone sur le chantier
Le drone permet des prises de vues à quelques mètre du sol jusqu’à 150 m (réglementaire) en fonction des sites et de l’urbanisation. Dans la préparation d’un projet de prises de vues, le temps nécessaire à l’obtention des autorisations n’est pas à négliger : de 3 semaines à 1,5 mois 1/2 ! Le pilotage d’un drone sur un chantier n’est pas affaire d’amateur, ça bouge de partout, pelleteuses, grues, ... Quelques pièges : n°1 les câbles de grue non visibles sur l’écran retour de pilotage, n°2 le mouvement rapide des pelleteuses occasionnant des réactions instinctives pas toujours bonnes lorsqu’on est à basse altitude, n°3 les distances horizontales impossibles à estimer dans certaines conditions ! et là les nouveaux murs sont fatals !
Source : http://360v.blogspot.com/2015/10/le-pilotage-dun-drone-sur-une-chantier.html
Document : Vision panoramique 180° réalisée avec un drone
Document : Différents points du drone
A : Point au sommet du drone B : Point au bras de la caméra C : Point au milieu de l’hélice
D : Point à l’extrémité de l’hélice E : Point sur l’axe de l’hélice
Document : Évolution de l’altitude du point A dans le référentiel du sol terrestre
Document : Évolution de la valeur de la vitesse en A dans le référentiel du sol terrestre
1. La photographie du document a été prise lorsque le drone est en phase du document . À quelle
altitude a été prise la photographie ? ............................................................................................................. 2. On s’intéresse ici au vol en phase des documents et : le drone se déplace en ligne droite.
a. Dans le référentiel du sol terrestre : Quels sont les points en mouvement ? A B C D E Aucun Quels sont les points en mouvement rectiligne ? A B C D E Aucun Quels sont les points en mouvement circulaire ? A B C D E Aucun
b. Dans le référentiel du sol terrestre, quelle est la vitesse du point A ? ........................................................ c. Quelle est la nature du mouvement du point A dans le référentiel du sol terrestre ?
...................................................................................................................................................................... d. Dans le référentiel du drone : Quels sont les points en mouvement ? A B C D E Aucun Quels sont les points en mouvement rectiligne ? A B C D E Aucun Quels sont les points en mouvement circulaire ? A B C D E Aucun
3. Dans le référentiel du sol terrestre, quelle est la partie du mouvement du point A qui est uniformément accélérée ?
4. Dans la partie du vol en phase , le mouvement du point A est-il rectiligne ? OUI NON 5. A pleine puissance, le rotor d’une hélice du drone a une fréquence de 8 000 tr/min. Convertir cette
fréquence en tr/s. .................................................................................................................................................
1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5
C
A
E
B
D
MECA 2 COMMENT DÉCRIRE LE MOUVEMENT D'UNE
MACHINE DE CHANTIER ?
2de PRO
2CDBTP1 PHYSIQUE CHIMIE / ACTIVITES 7/9
NO
M :
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
__ _
_ _
_
Lycée L
EO
NA
RD
DE
VIN
CI (3
3)
– L
ab
ora
toire
de M
ath
ém
atiq
ues P
hysiq
ue
Ch
imie
– C
. D
UP
ON
T -
htt
p:/
/eolip
yle
.fre
e.fr
–
2C
DB
TP
1 1
920 S
ME
CA
2 A
C M
ou
ve
me
nts
.do
cx
– 2
01
9/2
02
0
AP
AN
CM
RE
AP
CM
RE
RE
RE
VA
TP 3 « Pourquoi la vitesse ne correspond pas à celle du radar ? »
AP S’Approprier
AN Analyser/Raisonner
RE Réaliser
VA Valider
CM
Communiquer
Document : Mauvaise surprise avec Tunning ...
Mathieu est passionné de Tuning. Il a modifié sa camionnette de chantier en procédant à différentes transformations : nouveau pare-choc avant ; mécanique (remplacement des jantes (ø 14 en ø 18) et des pneus ; sellerie (sièges baquet, pommeau de levier de vitesse…) ; sonorisation (lecteur multi-CD, haut-parleurs HiFi, téléphonie bluetooth…).
En se rendant sur un chantier, Mathieu est « flashé » à 99 km/h alors que son compteur affiche 90 km/h…
Document : Fiabilité des compteurs de vitesse de véhicule Le compteur de vitesse d’un véhicule est relié à l’axe de la roue. Il ne révèle généralement qu’une vitesse supérieure de 2 à 7 % en dessous de la réalité. Les constructeurs ont l’obligation légale de ne pas afficher une vitesse supérieure, ceci est dû aux contrôles radars. Par exemple, lorsque le compteur affiche 130 km/h, le véhicule roule en réalité à 125 km/h en moyenne (certains descendent même à 120 !). Pour vérifier le compteur on peut utiliser un GPS qui affiche quant à lui la vitesse réelle !
1.a. Mathieu a-t-il changé le compteur de sa camionnette ? OUI NON b. À quelle partie mécanique est relié le compteur de vitesse de sa camionnette ? ........................................
c. Quel est l’écart de vitesse constaté entre le radar et le compteur de la voiture de Mathieu ? ..................... 2. « Pourquoi Mathieu a-t-il été flashé ? » Émettre une hypothèse, en l’explicitant.
........................................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................................ 3.a. Mettre en place le dispositif expérimental suivant :
On paramétrera le logiciel LATIS PLP à l’aide du mode « Acquisition temporelle » comme indiqué ci-contre. On modifiera les propriétés de la courbe Lumière pour que son style d’affichage soit le mode « traits »
Appel : Faire vérifier le montage expérimental puis devant le professeur, mettre sous tension, attendre 10 secondes, et lancer l’acquisition.
b. Lorsque la bande réfléchissante passe devant le capteur, la valeur mesurée par le capteur augmente. C’est un capteur : de température de lumière d’intensité électrique de vitesse
c. Combien de fois la pastille passe-t-elle devant le capteur luxmètre en 7 s ?
.......................................................................................................................
d. En déduire, par le calcul, le nombre de fois N où elle passe en 1 s :
N = ..............................................................................................................................................................
e. Utiliser l’outil « Réticule » pour mesurer la période T. Cette valeur correspond au temps mis pour faire
un tour (c'est-à-dire le temps entre deux pics de la courbe). T = ............... s f. Calculer la fréquence de rotation n à l’aide de la relation suivante. La fréquence s’exprime en tr/s.
n = 1
T = ........................................................................................................................................................
g. Comparer la valeur de n calculée avec la valeur N de la réponse de la question 3.d. :
n est significativement inférieur à N n N n est significativement supérieur à N
1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5
Moteur équipé d’un disque noir avec une bande réfléchissante
1,5 V
G
Système d’acquisition
Capteur Luxmètre
MECA 2 COMMENT DÉCRIRE LE MOUVEMENT D'UNE
MACHINE DE CHANTIER ?
2de PRO
2CDBTP1 PHYSIQUE CHIMIE / ACTIVITES 8/9
NO
M :
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
__ _
_ _
_
Lycée L
EO
NA
RD
DE
VIN
CI (3
3)
– L
ab
ora
toire
de M
ath
ém
atiq
ues P
hysiq
ue
Ch
imie
– C
. D
UP
ON
T -
htt
p:/
/eolip
yle
.fre
e.fr
–
2C
DB
TP
1 1
920 S
ME
CA
2 A
C M
ou
ve
me
nts
.do
cx
– 2
01
9/2
02
0
RE
AP
VA
VA
VA
CM
4.a. Ôter le capteur luxmètre du dispositif et remettre le moteur sous tension, puis placer le tachymètre optique au-dessus de la pastille, au même endroit où était placé le luxmètre.
Lire la mesure NT indiquée sur le tachymètre : NT ..................................................................................... b. Quelle est la signification de l’unité de la mesure avec tachymètre ? ......................................................... c. Comparer le résultat de la mesure du tachymètre NT par rapport à n :
NT est significativement inférieur à n NT n NT est significativement supérieur à n 5.a. Utiliser le fichier GeoGebra « ROUE.ggb » pour
déterminer la distance d parcourue par la roue en un tour :
d = R2 d = R d = 2R d =
2R
b. Préciser l’évolution de la distance d parcourue en un tour en fonction du rayon R de la roue.
.....................................................................................................................................................................
c. Rappeler la formule de la définition de la vitesse v : v = d×t v = d
t v =
t
d
d. En déduire la relation entre v, R et t : v = 2Rt v = 2R
t v = t
2R
e. Quelle est alors la vitesse v d’un véhicule dont fréquence de rotation constante de la roue est n ? (on considère alors que la roue tourne pendant un temps t égal à la période de rotation T de la roue)
v = 2R
n v = Rn
2 v = 2Rn v = 2
R
6. Confirmer ou infirmer l’hypothèse initialement formulée (en explicitant la réponse) :
.........................................................................................................................................................................
Synthèse et petit cours (3.) ...
AN
AN
VA
Exercice 4 : Ouvrage d’art
La roue de Falkirk est un ascenseur rotatif qui permet des passages des
bateaux entre le canal inférieur et le canal supérieur, près de la ville de
Falkirk en écosse. Le bras tournant comporte deux godets remplis d’eau situé
à chacune de ses extrémités. Un système de roue dentée permet la rotation
du bras en maintenant l’eau à l’horizontal dans les godets. Le système étudié,
assimilé au point S, est constitué d’un godet contenant de l’eau et un bateau. Un dispositif de pointage a permis de repérer les
positions successives de S à intervalles de temps
égaux lors du mouvement du bateau.
1. Quel référentiel a été choisi pour obtenir les
différentes positions du points S ?
Le référentiel lié à une touriste sur la berge,
immobile par rapport au sol.
Le référentiel lié à un voyageur assis dans
le bateau.
Le référentiel lié à un technicien installé
dans le godet opposé à celui contenant le
bateau et immobile par rapport à son godet.
La roue de Falkirk vue de face
Positions successives de S 2. Indiquer la nature du mouvement du point S.
rectiligne uniforme rectiligne accéléré rectiligne décéléré
circulaire uniforme circulaire accéléré circulaire décéléré
3. Les graphiques A, B et C ci-dessous sont trois propositions pour décrire l’évolution de la valeur de la vitesse
du point S en fonction du temps. Identifier celui qui correspond au mouvement du point S.
d
(en cm/s) (en cm/s) (en cm/s)
MECA 2 COMMENT DÉCRIRE LE MOUVEMENT D'UNE
MACHINE DE CHANTIER ?
2de PRO
2CDBTP1 PHYSIQUE CHIMIE / ACTIVITES 9/9
NO
M :
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
_ _
__ _
_ _
_
Lycée L
EO
NA
RD
DE
VIN
CI (3
3)
– L
ab
ora
toire
de M
ath
ém
atiq
ues P
hysiq
ue
Ch
imie
– C
. D
UP
ON
T -
htt
p:/
/eolip
yle
.fre
e.fr
–
2C
DB
TP
1 1
920 S
ME
CA
2 A
C M
ou
ve
me
nts
.do
cx
– 2
01
9/2
02
0
AP
RE
VA
RE
Exercice 5 : Scie à béton 14 pouces
Une scie à béton circulaire à un diamètre de 14 pouces.
1.a. À l’aide des unités anglo-saxonnes usuelles données dans le document
ressources, donner la longueur d’un pouce (inch) en cm.
b. Convertir le diamètre du disque de la scie en cm.
c. En déduire la profondeur de coupe maximale :
50 mm 75 mm 125 mm 350 mm
2. La fréquence de rotation du disque lors de la découpe est de 2700 tr/min.
a. Convertir la fréquence de rotation en tr/s.
b. Calculer la vitesse linéaire en m/s (arrondir à 10–1).
c. Convertir cette vitesse en km/h (arrondir à l’unité).
RE
RE
RE
VA
Exercice 6 : Compacteur
Le cylindre d’un compacteur BOMAG DW 219 a un diamètre de 1,6 m.
Sa vitesse maximum est de 11 km/h.
1. Calculer, en mètre, le périmètre P du cylindre (arrondir à 10‒3 près).
2. Convertir la vitesse maximale du compacteur en m/s.
3.a. Calculer, en tours par seconde, la fréquence de rotation n du cylindre
lorsqu’il atteint sa vitesse maximale.
b. Convertir cette fréquence en tr/min.
4. Les roues arrière ont un diamètre inférieur au cylindre. Comment est la fréquence des roues arrière ?
inférieure à celle du cylindre égale à celle du cylindre supérieure à celle du cylindre
RE
RE
Exercice 7 : Pont Chaban-Delmas
La traversée centrale du pont levant de Bordeaux a
une masse de 2 600 tonnes. Elle s’élève à une
hauteur h = 47 m d’un mouvement de translation
rectiligne pour laisser passer les bateaux. La durée
de la montée est t = 11 minutes. Dans chaque pilier,
le tablier est mis en mouvement par des câbles d’un
ensemble (moteur électrique-treuil) joint à un
contrepoids. En haut de chaque pilier, les poulies
autour desquelles s’enroulent les câbles ont un
diamètre D = 4 m.
1. Calculer la vitesse de déplacement v de la travée
centrale en m/min (arrondir à 0,01 m/min).
2. Considérant que v = 4,27 m/min, calculer la
fréquence de rotation n des poulies en tr/min.
AN
VA
Exercice 8 : Décollage de la fusée Ariane 5
On donne ci-contre la chronophotographie du début du décollage d’Ariane 5, ainsi que l’évolution de la vitesse
de la fusée au cours du temps.
1. Décrire le mouvement de la fusée lors du décollage.
2. La poussée, qui s’exprime en kilonewton (kN), est une action qui
s’exerce sur la fusée. C’est l’action de réaction des gaz éjectés au
cours de la combustion du carburant. Au décollage, cette action
est modélisée par une force F⃗⃗ verticale et orientée vers le haut.
Choisir parmi les propositions ci-contre, le schéma compatible
avec le décollage de la fusée.
P⃗⃗
F⃗⃗
P⃗⃗
F⃗⃗
P⃗⃗
F⃗⃗
