s y MATÉRIAUX CONTRAINTES F 55 LES PROPRIÉTÉS … · 2019-11-09 · 304 Questions...

301Fiche synthèse 55

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55LES MATÉRIAUX : CONTRAINTESET PROPRIÉTÉS MÉCANIQUES

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PAGES 368 À 373

DÉFINITIONS

MATIÈRE PREMIÈRE, MATÉRIAU ET MATÉRIEL

Terme Description

Matière première

Matériau

Matériel

Un objet technique est

Une contrainte mécanique décrit

Une propriété mécanique décrit

PRINCIPALES CONTRAINTES MÉCANIQUES

Contrainte mécanique Description Exemple

Ouvrir une noix avec un casse-noisettes.

Compression

un objet conçu et fabriqué par l’être humain dans le but de

satisfaire un ou plusieurs de ses besoins ou de ses désirs.

l’effet produit dans un matériau par les forces externes

exercées sur lui.

le comportement d’un matériau lorsqu’il est soumis à une

ou à plusieurs contraintes mécaniques.

Contrainte qui tend à écraser

les matériaux.

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.

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.

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DÉFORMATION DES MATÉRIAUX

Déformation 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 DescriptionExemple d’objet

illustrant cette propriété

Une marche en marbre.Dureté

Déformation élastique

Déformation permanente

Rupture

Propriété de résister à la pénétration.

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.

?55 Questions d’intégration • Les matériaux : contraintes et propriétés mécaniques

303Questions d’intégration • Fiche synthèse 55

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1. Pour chacune des photos suivantes, indiquez s’il s’agit de matières premières, de matériauxou de matériel. Expliquez chacune de vos réponses.

2. Sous chacune des photos suivantes, indiquez quelle est la contrainte que subit la partiepointée.

A

B

C

A C E

B D F

Flexion. Compression. Compression.

Traction ou tension. Cisaillement. Traction ou tension.

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.

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.

304 Questions d’intégration • Fiche synthèse 55

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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 vosréponses.

5. Pour chacun des énoncés suivants, précisez quelle est la propriété mécanique qui estexploitée.

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.

c) Il est possible d’étirer des blocs de cuivre pour en faire des fils.

d) Il est très difficile d’étirer des planches de bois d’érable.

e) Au Québec, la conception des édifices tient désormais compte de la capacité des structures à résister auxtremblements de terre.

f) L’érable et le chêne sont des essences souvent utilisées pour la fabrication de planchers de bois franc.

A

B

C

Déformation permanente. Explication (réponses variables) :

La déformation est définitive, c’est-à-dire que le clou ne

reprendra plus sa forme initiale.

Rupture. Explication (réponses variables) : La déformation

consiste en une cassure du matériau.

Déformation élastique. Explication (réponses variables) :

La déformation est temporaire, c’est-à-dire que le hamac

pourra reprendre sa forme initiale.

Vrai.

Vrai.

Faux.

Faux.

Dureté (ou résilience).

Malléabilité.

Ductilité.

Ténacité.

Résilience (ou élasticité).



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56LES BOIS ET LES BOIS MODIFIÉS Remplissez cette fiche

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PAGES 373 À 377

FACTEURS FAISANT VARIER LES PROPRIÉTÉS MÉCANIQUES D’UN BOIS

AVANTAGES À UTILISER LES BOIS DANS LA FABRICATION D’OBJETS TECHNIQUES

DÉFINITIONS

Le bois est

Les bois modifiés sont

PROPRIÉTÉS MÉCANIQUES DES BOIS

Propriété Variations entre les espècesmécanique

Dureté 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.

un matériau provenant de la coupe et de la transformation des arbres.

des bois traités ou des matériaux faits de bois mélangés à d’autres

substances.

L’espèce d’arbre dont le bois est issu. Sa teneur en eau.

Sa vitesse de croissance. Les blessures qu’il a subies.

Ils sont faciles à travailler. Ils font de bons isolants thermiques.

Ils sont faciles à assembler. Ils ne conduisent pas l’électricité.

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AVANTAGES VISÉS PAR LA PRODUCTION DE BOIS MODIFIÉS

PRINCIPALES ESPÈCES DE BOIS UTILISÉES AU QUÉBEC

Catégorie Espèces

PRINCIPAUX BOIS MODIFIÉS

Bois modifié Procédé de fabrication

Bois obtenu en le chauffant à haute température ou en le trempant dans un produit chimique.

Bois durs

Bois mous

Bois obtenu en collant ensemble des morceaux de bois de taille

réduite.

Bois obtenu en collant ensemble de grandes feuilles de bois.

Bois obtenu en collant ensemble des résidus de coupe et des

déchets de bois.

Bois obtenu en collant ensemble des fibres de bois.

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.

Érable

Bouleau jaune (merisier)

Chêne

Épinette

Pin

Cèdre

Lamellé-collé

Contreplaqué

Panneau de particules

Panneau de fibres

Bois traité

?56 Questions d’intégration • Les bois et les bois modifiés


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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.

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.

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.

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.

h) Bois modifié servant à construire des objets ou des structures dans lesquels le bois est soumis à la pluie et à la neige.

Résilience.


Élasticité.

Cèdre.

Lamellé-collé.

Panneau de particules.

Érable (ou bouleau jaune).

Contreplaqué.

Pin (ou épinette).

Chêne.

Bois traité.

✔

✔

✔


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4. Complétez les phrases suivantes.

a) Les bois durs proviennent généralement des et les bois

mous proviennent surtout des .

b) Au Québec, les principales espèces d’arbres qui fournissent des bois durs sont

.

c) Au Québec, les principales espèces d’arbres qui fournissent des bois mous sont

.

5. Pour chacun des matériaux illustrés sur les photos suivantes, indiquez s’il s’agit d’un bois oud’un bois modifié.

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.

A

B

C

D

E

F

Faux.

Vrai.

Faux.

Vrai.

Vrai.

feuillus

conifères

l’érable,

le bouleau jaune (ou merisier) et le chêne

l’épinette, le pin et le cèdre

Bois. Bois. Bois modifié.

Bois modifié. Bois. Bois modifié.


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57LES MÉTAUX ET LES ALLIAGES Remplissez cette fiche

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PAGES 378 À 380

DÉFINITIONS

Un métal est

Un alliage est

Un alliage ferreux est

Un alliage non ferreux est

MÉTAUX LES PLUS UTILISÉS

Nom du métalSymbole

Principales caractéristiqueschimique

Fe

Cu

Al

Zn

Mg

Ni

Cr

Sn

un matériau extrait d’un minerai. Les métaux sont généralement brillants et

bons conducteurs d’électricité et de chaleur.

le résultat du mélange d’un métal avec une ou plusieurs autres substances,

métalliques ou non.

un alliage dont le principal constituant est le fer.

un alliage dont le principal constituant est un métal autre

que le fer.

Fer

Cuivre

Aluminium

Zinc

Magnésium

Nickel

Chrome

Étain

Argenté. Mou. Peut rouiller en présence de dioxygène. Métal le

plus utilisé.

Rouge brun. Un des meilleurs conducteurs d’électricité.

Blanc. Mou. Très abondant dans la nature. Métal le plus utilisé

après le fer.

Blanc, légèrement bleuté.

Blanc argenté. Peut brûler au contact de l’air.

Gris.

Blanc, légèrement bleuté.

Blanc argenté.

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ALLIAGES LES PLUS UTILISÉS

Type d’alliages Alliages Composition et description

Mélange de fer et de carbone (moins de 1,5 % decarbone). On y ajoute souvent du nickel, du chrome et du zinc.

RÉSUMÉ DES PROPRIÉTÉS DES PRINCIPAUX MÉTAUX ET ALLIAGES

Propriété Métaux ou alliages qu’on exploite pour cette propriété

Ductilité Fer, cuivre, zinc, étain, laiton.

Malléabilité

Très bonne conductibilité électrique

Légèreté

Résistance à la corrosion

Inflammabilité

Dureté

Résilience

Ténacité

Point de fusion plutôt bas

Masse volumique élevée

Masse volumique faible

Fer, cuivre, aluminium, zinc, nickel, étain, acier, laiton, bronze, alliages d’aluminium.

Cuivre, aluminium, laiton.

Aluminium, magnésium, alliages d’aluminium.

Aluminium, zinc, nickel, chrome, laiton, bronze, alliages d’aluminium.

Magnésium.

Nickel, chrome, acier, fonte, bronze.

Acier.

Acier.

Étain.

Bronze.

Alliages d’aluminium.

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.

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.).

Alliages

ferreux

Alliages

non ferreux

Fonte

Laiton

Bronze

Alliages

d’aluminium

Acier

?57 Questions d’intégration • Les métaux et les alliages


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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 del’objet ou des objets illustrés sur chacune des photos.

fer, cuivre, aluminium, nickel

3. La façade de l’Hôtel du Parlement du Québec est ornée de 22 statues coulées dans lebronze. 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 précisantles principaux métaux servant à fabriquer cet alliage.

b) Quelle propriété du bronze fait en sorte que les statues faites de cet alliage sontgénéralement lourdes ?

A C

B D

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.

Sa masse volumique élevée.

Aluminium.

Cuivre.

Fer.

Nickel.

Vrai.

Faux.

Vrai.

Faux.

Faux.

Vrai.


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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.

b) Ces objets ont-ils été fabriqués à l’aide d’alliages ferreux ou non ferreux ? Expliquez votre réponse.

c) Y a-t-il un élément non métallique présent dans ces deux alliages ? Si oui, de quel élément s’agit-il ?

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.

A B

Aluminium.

Laiton.

Acier.

Cuivre.

Fer.

Étain.

Magnésium.

Alliage d’aluminium.

Le carbone.

Ils ont été fabriqués à l’aide d’alliages ferreux, car le principal constituant

de ces alliages est le fer.

Fonte. Acier.


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58LES FONCTIONS MÉCANIQUES ÉLÉMENTAIRES



PAGES 383 À 388

DÉFINITIONS

Un organe est

Une fonction mécanique élémentaire est

La fonction guidage est

Un organe de guidage est

Une liaison permet

La fonction liaison est

Un organe de liaison est

PRINCIPAUX TYPES DE GUIDAGE

Symbole Guidage Description

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.

une pièce ou un fluide qui remplit une fonction mécanique dans un objet

technique.

un rôle joué par un organe ou par un groupe

d’organes dans le fonctionnement et l’assemblage d’un objet technique.

la fonction mécanique élémentaire assurée par tout organe qui

dirige le mouvement d’une ou de plusieurs pièces mobiles.

un organe dont la fonction mécanique élémentaire est la

fonction guidage.

de maintenir ensemble deux ou plusieurs pièces dans un objet

technique.

la fonction mécanique élémentaire assurée par tout organe qui lie

ensemble des pièces d’un objet.

un organe dont la fonction mécanique élémentaire est la fonction

liaison.

Guidage

en rotation

Guidage

en translation

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CARACTÉRISTIQUES DES LIAISONS

Paire de caractéristiques Description de chaque caractéristique

Directe Les pièces sont conçues pour tenir ensemble sans l’interventiond’un organe de liaison.

PRINCIPAUX TYPES DE LIAISONS

Liaison Mouvement de la pièce guidée

Liaison encastrement Il n’y a aucun mouvement entre les pièces liées.

1re

2e

3e

4e

Indirecte Les pièces ont besoin d’un organe de liaison pour tenir ensemble.

Rigide Les surfaces des pièces liées ou l’organe de liaison sont rigides.

Élastique Les surfaces des pièces liées ou l’organe de liaison sont

déformables.

Démontable 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.

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.

Liaison pivot La pièce guidée peut avoir un mouvement de rotation selon

un seul axe.

Liaison glissière La pièce guidée peut avoir un mouvement de translation

selon un seul axe.

Liaison pivot glissant La pièce guidée peut avoir un mouvement de rotation

et de translation selon le même axe.

Liaison rotule La pièce guidée peut avoir un mouvement de rotation

dans plusieurs directions.

Liaison hélicoïdale La pièce guidée peut avoir un mouvement hélicoïdal.

?58 Questions d’intégration • Les fonctions mécaniques élémentaires


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1. Quelle est la différence entre une fonction guidage et une fonction liaison ?

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.

a) Quelle est la fonction mécanique élémentaire qui est représentée dans ces illustrations ?

b) Précisez le nom de chacun des organes assurant cette fonction en choisissant parmi lestermes de la liste suivante.

boulon, colle, clou, rivet, vis

Organe A: Organe D:

Organe B: Organe E:

Organe C:

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.

d) La liaison entre une vis et un écrou représente bien ce type de liaison.

A B C D E

!

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.

Colle. Boulon.

Clou. Rivet.

Vis.

Rotation.

Translation.

La fonction liaison.

Liaison rotule.

Liaison encastrement.

Liaison glissière.

Liaison hélicoïdale.


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5. Précisez le type de guidage retrouvé dans les objets suivants.

6. Indiquez le type ainsi que les caractéristiques de la liaison illustrée sur la photo ci-contre. Expliquez toutes vos réponses.

Type de liaison:

Caractéristiques:

1.

2.

3.

4.

A C

B D

Guidage en translation. Guidage en rotation.

Guidage en rotation. Guidage en translation.

liaison encastrement. Explication (réponses variables) :

Il n’y a aucun mouvement entre les pièces liées.

Directe. Explication (réponses variables) : Les pièces tiennent ensemble

sans organe de liaison.

Rigide. Explication (réponses variables) : Les surfaces des pièces liées sont rigides.

Indémontable. Explication (réponses variables) : La séparation des pièces liées pourrait

endommager leur surface.

Totale. Explication (réponses variables) : La liaison ne permet aucun mouvement

des pièces liées l’une par rapport à l’autre.


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59LES FONCTIONS MÉCANIQUES COMPLEXES



PAGES 389 À 398

DÉFINITIONS

Un système est

Une fonction mécanique complexe est

Un système de transmission du mouvement communique

Un système de transformation du mouvement transforme

PRINCIPALES FONCTIONS MÉCANIQUES COMPLEXES

Nom Description

ORGANES D’UN SYSTÈME

L’organe moteur est

L’organe mené reçoit

Un organe intermédiaire est

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.

à l’origine du mouvement du système.

le mouvement et le transfère à une autre pièce.

situé entre l’organe moteur et un organe mené.

Organe intermédiaire

Organe mené

Organe moteur

un ensemble d’organes qui remplissent la même fonction.

le rôle joué par un groupe d’organes dans le

transfert du mouvement à l’intérieur d’un objet technique.

un mouvement d’une partie à

une autre d’un objet sans en changer la nature.

la nature d’un mouvement lors

de sa communication d’une partie à une autre d’un objet.

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?59 Questions d’intégration • Les fonctions mécaniques complexes


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1. Quelle est la différence entre un système de transmission du mouvement et un système de transformation du mouvement ?

2. Remplissez le tableau qui suit les illustrations en indiquant le nom et la fonction mécaniquecomplexe de chaque système illustré.

Système Fonction mécanique complexe

3. Lequel des systèmes illustrés à la question 2 est économique, facile à construire etrelativement silencieux?

A C E

B D F

A

B

C

D

E

F

Système à roues dentées Transmission du mouvement

Système à pignon et à crémaillère Transformation du mouvement

Système à bielle et à manivelle Transformation du mouvement

Système à roues de friction Transmission du mouvement

Système à came et à tige-poussoir Transformation du mouvement

Système à courroie et à poulies Transmission 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.

Le système à roue de friction (D).


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4. Donnez le nom de quatre systèmes qui sont composés d’au moins une roue dentée.

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 ?

b) Quel est le nom de l’organe B ?

c) Dans ce système, est-ce l’organe A ou l’organe B qui constitue l’organe moteur ? Expliquez votre réponse.

d) Dans ce système, y a-t-il un organe intermédiaire entre l’organe moteur et l’organemené ? Encerclez-le sur l’illustration, s’il y a lieu.

e) Quel est le nom du système formant le mécanisme de direction d’une automobile ?

f) S’agit-il d’un système de transformation ou d’un système de transmission 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.

A

B

Faux.

Vrai.

Faux.

Faux.

Faux.

Il s’agit de l’organe B. Explication (réponses variables) : C’est l’organe B qui est à l’origine du

mouvement dans le système.

Aucun organe à encercler.

Un système à pignon et à crémaillère.

Il s’agit d’un système de transformation du mouvement.

La crémaillère.

Le pignon.

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.

?

321Questions SUPPLÉMENTAIRES • Fiches synthèseS 55, 56, 57, 58 et 59

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E55 56 57 58 59 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.

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 modifiés.

Alliages.

Bois.

Métaux.

Métaux.

Bois modifiés.

Alliages.

✔

✔

Guidage en rotation.

Guidage en translation.


Guidage en translation.


322 Questions SUPPLÉMENTAIRES • Fiches synthèseS 55, 56, 57, 58 et 59

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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.

b) Le cuivre est un alliage utilisé comme conducteur d’électricité.

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 unecontrainte.

e) Le cisaillement est une contrainte qui tend à tordre 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.

h) Le contreplaqué est un bois modifié obtenu en le chauffant à haute température.

i) L’épinette est une espèce qui fait partie des bois mous.

j) Aucun métal ne peut brûler au contact de l’air.

6. Quelle est la différence entre un métal et un alliage ?

7. Quelle est la différence entre un alliage ferreux et un alliage non ferreux ?

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.

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.

Vrai.

Faux, le cisaillement est une contrainte qui tend à découper les matériaux.

Vrai.

Faux, la ténacité des bois durs est plus élevée que celle des bois mous.

Faux, le contreplaqué est obtenu en collant ensemble de grandes feuilles de bois.

Vrai.

Faux, le magnésium peut brûler au contact de l’air.

Faux, il s’agit d’une contrainte de torsion.

Faux, le cuivre est un métal et non un alliage.

Vrai.

323Questions SUPPLÉMENTAIRES • Fiches synthèseS 55, 56, 57, 58 et 59

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E8. Remplissez le tableau suivant en indiquant le type et les caractéristiques des liaisons illustrées.

Liaison Type Caractéristiques

1.

2.

3.

4.

1.

2.

3.

4.

1.

2.

3.

4.

9. Remplissez le tableau suivant en indiquant le type et les composantes des systèmes illustrés.

Système Type Composantes

1.

2.

1.

2.

3.

1.

2.

3.

A

B

C

A

B

C

1

3

2

1

2

3

2

1

Liaison pivot Indirecte

Rigide

Indémontable

Partielle

Liaison hélicoïdale Directe

Rigide

Démontable

Partielle

Liaison encastrement Directe

Rigide

Indémontable

Totale

Système à pignon et Pignon

à crémaillère Crémaillère

Système à roues dentées Roue dentée

Roue dentée

Roue dentée

Système à chaîne et Roue dentée

à roues dentées Roue dentée

Chaîne

324 Questions SUPPLÉMENTAIRES • Fiches synthèseS 55, 56, 57, 58 et 59

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10. Remplissez la grille ci-dessous à l’aide des définitions.

Horizontalement2. 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.

Verticalement1. 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 objettechnique.

1

2

3 4

6 7

12

11

14

15

13

8

5

9

10

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 E E L

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 Q I

A L L I A G E O U U

I B R O N Z E M

T G

H É L I C O Ï D A L E

N

C O M P R E S S I O N

s y MATÉRIAUX CONTRAINTES F 55 LES PROPRIÉTÉS … · 2019-11-09 · 304 Questions...

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