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L’UNIVERS TECHNOLOGIQUE
CHAPITRE 8
NOM : _____________________
FOYER : _______
Document de l’élève
2014-2015
Collège Notre-Dame Science et technologie 2 page 2
TABLE DES MATIÈRES
Table des matières .......................................................................................................................................... 2
8. L’ingénierie .................................................................................................................................................. 3
Distinction entre masse et poids ........................................................................................................... 3
8.1 Les machines simples & complexes ........................................................................................................... 4
Plan incliné ............................................................................................................................................ 4
Le coin ................................................................................................................................................... 5
La vis ...................................................................................................................................................... 5
Le levier ................................................................................................................................................. 6
La roue ................................................................................................................................................... 8
La poulie ................................................................................................................................................ 9
Les machines complexes ..................................................................................................................... 11
8.2 Les mécanismes de transmission du mouvement ................................................................................... 12
Les roues de friction ............................................................................................................................ 12
Les engrenages .................................................................................................................................... 12
Les poulies & la courroie ..................................................................................................................... 13
Les roues dentées & la chaîne ............................................................................................................. 13
8.3 Les mécanismes de transformation du mouvement ............................................................................... 14
Le pignon et crémaillère ...................................................................................................................... 14
La came et la tige poussoir .................................................................................................................. 15
La bielle et manivelle ........................................................................................................................... 15
Notes supplémentaires ................................................................................................................................. 16
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8. L’INGÉNIERIE
Définition L’ingénierie est l’ensemble des actions qui ont pour but d’étudier, de
concevoir et de réaliser des projets technologiques.
DISTINCTION ENTRE MASSE ET POIDS
Masse
C’est une mesure de la quantité de matière que contient un corps ou une
substance. La masse ne change pas d’un lieu à l’autre.
Poids
Le poids(Fg) est la mesure de la force exercée par un corps ou une substance dans
un champ gravitationnel. Il est donc variable et il dépend de l’intensité du champ
gravitationnel (g) et de la masse (m).
Fg = m • g
Exe
mpl
e Supposons une personne de 60 Kg se trouvant à la surface de la Terre et puis à la
surface de la Lune.
T
gterre =9.81 N/kg
L
gLune =1.6 N/kg
FgTerre = 60 kg x 9.81 N/kg = 588.6 N
FgLune = 60 kg x 1.6 N/kg = 96 N
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8.1 LES MACHINES SIMPLES & COMPLEXES
Définition Une machine simple est un dispositif comportant peu de pièces et
permettant d’utiliser l’énergie mécanique de manière plus efficace ou plus
confortable, souvent en réduisant la force nécessaire pour effectuer un même
travail.
PLAN INCLINÉ
Définition Surface plane qui est placée à angle par rapport à l’horizontale et qui sert à
diminuer la force requise pour descendre ou monter une charge en la
répartissant sur une plus grande distance.
Plus l’angle que fait le plan avec le sol est petit, plus la force à exercer est faible.
Cependant, il faut exercer cette force sur une plus grande distance.
F F F
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LE COIN
Définition Le coin, qui se compose de deux plans inclinés dos à dos, permet de diminuer
la force nécessaire pour séparer des objets. La hache et la proue d’un navire
sont des exemples de coins.
LA VIS
Définition La vis est en fait un plan incliné enroulé autour d’un axe. En exerçant une
force de rotation sur la vis, celle-ci s’enfonce (translation) dans le matériau.
Plus le pas de vis est rapproché, moins la force de rotation est grande et plus la
vis s’enfonce lentement.
Plan incliné Tête
Filet
Pas
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LE LEVIER
Définition C’est une machine simple constituée d’une pièce rigide pivotant autour d’un
point d’appui.
Fm • lm = Fr • lr
Fm : Force motrice (force exercée pour soulever l’objet).
Fr : Force résistante (poids de l’objet à soulever).
lm : Longueur du bras moteur (distance Fm et le point d’appui).
lr : Longueur du bras résistant (distance entre Fr et le point d’appui).
Point d’appui : Point sur lequel le levier pivote.
En changeant l’emplacement du point d’appui, il est possible de modifier la force à
exercer (force motrice). Il existe trois types de leviers différents : Inter-appui ,Inter-
résistance, Inter-moteur
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Inter-appui
Exemples :
Balançoire a bascule
Tête
Ciseaux
Inter-résistance
Exemple :
Brouette
Pied
Casse-noisette
Inter-moteur
Exemple :
Balançoire a bascule
Avant-bras
Pince à sourcil
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LA ROUE
Définition Une roue reliée à un essieu est une machine simple qui utilise la différence de
taille entre l’essieu et la roue pour diminuer la force à appliquer ou pour
augmenter la distance à parcourir.
Pneu
Jante
Rayon
Moyeu
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LA POULIE
Définition La poulie est une machine simple composée d’une roue comportant une
rainure dans laquelle se déplace une corde.
Il existe deux types de poulies : poulie fixe, poulie mobile
Un palan est une combinaison de poulies fixes et mobiles
Poulie Fixe
Ne se déplace pas avec l’objet à soulever.
Redirige la force exercée sur l’objet à soulever.
Ne diminue pas la force exercée pour soulever
l’objet
Poulie mobile
Accompagne l’objet à soulever dans son
mouvement.
Redirige la force exercée sur l’objet à soulever.
Diminue la force exercée pour soulever l’objet en
fonction du nombre de brin (n)
Loi des poulies mobiles :
Fm = Fr/n
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Le palan
Calcul de la force nécessaire pour soulever une masse de 50 kg avec chacun
des palans ci-dessus.
A) Fr = 500 N
Nombre de brins = 2
Fm = 500 N/2 = 250 N
D) Fr = 500 N
Nombre de brins = 5
Fm = 500 N/5 = 100N
B) Fr = 500 N
Nombre de brins = 3
Fm = 500 N/3 = 166.7 N
E) Fr = 500 N
Nombre de brins = 6
Fm = 500 N/6= 83.3 N
C) Fr = 500 N
Nombre de brins = 4
Fm = 500 N/4 =125 N
Définition Brin : Bouts de corde situés entre la ou les poulie(s) fixe(s) et la ou les poulie(s)
mobile(s).
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Définition Gain mécanique : Il nous renseigne sur la réduction de la force motrice par
rapport à la force résistante. Plus le chiffre ontenu est grand plus la force à
exercer pour soulever l’objet est faible. Gain mécanique = Fr/Fm
LES MACHINES COMPLEXES
Définition Combinaison d’au moins deux machines simples. Les machines complexes
permettent de multiplier l’effet des machines simples prises individuellement.
Dans cette machine complexe, on retrouve trois machines simples : le plan, le palan
(poulie simple et mobile).
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8.2 LES MÉCANISMES DE TRANSMISSION DU MOUVEMENT
Définition C’est un mécanisme qui transmet un mouvement, sans le modifier, d’une
partie d’un objet à une autre. Il peut s’agir d’un mouvement de translation,
d’un mouvement de rotation ou d’un mouvement hélicoïdal.
LES ROUES DE FRICTION
Définition Transmission d’un mouvement de rotation par simple contact. C’est grâce au
frottement entre les roues que le mouvement se transmet.
LES ENGRENAGES
Définition Les engrenages sont composés de roues dentées qui transmettent un mouvement
de rotation.
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LES POULIES & LA COURROIE
Définition Ce mécanisme est composé de deux ou plusieurs poulies et d’une courroie. On
peut transmettre le mouvement de rotation à une très grande distance.
LES ROUES DENTÉES & LA CHAÎNE
Définition Ce mécanisme est composé de roues dentées reliées par une chaîne.
Contrairement à une courroie, la chaîne ne peut glisser sur les roues.
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8.3 LES MÉCANISMES DE TRANSFORMATION DU
MOUVEMENT
Définition C’est un mécanisme qui transforme un type de mouvement en un autre.
Généralement, c’est un mouvement de rotation qui est transformé en
mouvement de translation, ou l’inverse.
LE PIGNON ET CREMAILLÈRE
Définition Les engrenages sont composés de roues dentées qui transmettent un mouvement
de rotation.
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LA CAME ET LA TIGE POUSSOIR
Définition Lorsque la tige rencontre la déformation de la came durant sa rotation, elle se
déplace et effectue un mouvement de va-et-vient rectiligne.
LA BIELLE ET MANIVELLE
Définition Ce mécanisme est habituellement relié à un piston effectuant un mouvement de
translation. Le mouvement de rotation de la manivelle est transformé en
mouvement de translation du piston. La transformation du mouvement peut aussi
se faire dans l’autre sens.
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NOTES SUPPLÉMENTAIRES
