s y MATÉRIAUX CONTRAINTES F 55 LES PROPRIÉTÉS … · 2019-11-09 · 304 Questions...
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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).
Dureté (ou résilience).
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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
307Questions d’intégration • Fiche synthèse 56
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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.
Dureté (ou résilience).
Élasticité.
Cèdre.
Lamellé-collé.
Panneau de particules.
Érable (ou bouleau jaune).
Contreplaqué.
Pin (ou épinette).
Chêne.
Bois traité.
✔
✔
✔
308 Questions d’intégration • Fiche synthèse 56
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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.
309Fiche synthèse 57
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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
311Questions d’intégration • Fiche synthèse 57
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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.
312 Questions d’intégration • Fiche synthèse 57
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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.
313Fiche synthèse 58
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58LES FONCTIONS MÉCANIQUES ÉLÉMENTAIRES
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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.
316 Questions d’intégration • Fiche synthèse 58
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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.
317Fiche synthèse 59
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59LES FONCTIONS MÉCANIQUES COMPLEXES
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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.
Nom: Groupe: Date:
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?59 Questions d’intégration • Les fonctions mécaniques complexes
319Questions d’intégration • Fiche synthèse 59
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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).
320 Questions d’intégration • Fiche synthèse 59
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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.
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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 rotation.
Guidage en translation.
Guidage en rotation.
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
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T R A N S F O R M A T I O N
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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