Nom
Groupe
SA4 étape 2
Collège de Montréal
2011-2012
Table des matières
UN PEU SUR LE SUJET .........................................................................................................................................3
LE PROBLEME A RESOUDRE ...............................................................................................................................4
SYSTEME VIVANT ET LA CELLULE (P. 95 ET 101 A 104) ..................................................................................5
ÉCHANGE AVEC L’EXTERIEUR (P.98 A 100) ......................................................................................................6
LA DIFFUSION (P.98-99) ..........................................................................................................................................6
L’OSMOSE (P.100) ..................................................................................................................................................7
LES INTRANTS ET LES EXTRANTS (P.94-95) .....................................................................................................8
EXERCICES .............................................................................................................................................................9
SYSTEME NON VIVANT (P.183 A 189) ............................................................................................................... 12
LES COMPOSANTES D’UN SYSTEME (P. 191) ................................................................................................ 13
LES MACHINES SIMPLES (P. 210 – 214) ........................................................................................................... 13
PLAN INCLINE (P.210-211) ................................................................................................................................... 14
LE LEVIER (P.212-213) ........................................................................................................................................ 15
LA ROUE (P.214) ................................................................................................................................................. 16
LA POULIE (P.214) ............................................................................................................................................... 17
MECANISMES DE TRANSMISSION DU MOUVEMENT ..................................................................................... 18
LES ROUES DE FRICTIONS .................................................................................................................................... 19
LES ENGRENAGES ............................................................................................................................................. 20
LES POULIES ET LA COURROIE .............................................................................................................................. 21
LES ROUES DENTEES ET LA CHAINE....................................................................................................................... 22
LE CARDAN.......................................................................................................................................................... 23
LES MECANISMES DE TRANSFORMATION DU MOUVEMENT ...................................................................... 24
LE PIGNON ET LA CREMAILLERE ............................................................................................................................ 24
LA CAME ET LA TIGE-POUSSOIR............................................................................................................................. 25
LA BIELLE ET LA MANIVELLE .................................................................................................................................. 26
EXERCICES .......................................................................................................................................................... 27
PROJET TECHNOLOGIQUE : LE BOLIDE ......................................................................................................... 30
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Un peu sur le sujet
Le hollandais Zacharias Janssen (1588-1631) profite de ses
compétences de fabriquant de lentilles pour inventer un
système optique qui va bouleverser le monde : le microscope.
Il est alors équipé de deux lentilles convexes dans un
ensemble de tubes coulissants. Grâce aux modifications
apportées par Robert Hooke (1635-1703), le microscope
permettra notamment à ce dernier d’aboutir à la découverte de
la cellule en 1665 et d’écrire le Micrographia qui est le premier
Zacharias Janssen
ouvrage sur le sujet.
Grâce à son microscope, Hooke décrit avec grand détail l’œil d’une
mouche et la structure d’une cellule végétale entre autres.
Ces découvertes offrent des nouvelles possibilités à la science qui
s’intéresse à la structure et la classification des êtres vivants : La biologie.
Quelques années plus tard, une autre révolution s’implante : la révolution
industrielle. En 1712, un mécanicien du nom de Thomas Newcomen
(1664-1729) invente la machine à vapeur. Celle-ci fut perfectionnée par
James Watt (1736-1819) qui en débuta une commercialisation plus
agressive.
Machine à vapeur de
Newcomen
Machine à vapeur de Watt.
James Watt
3
Le problème à résoudre
Léonard Da Vinci est célèbre pour ses conceptions technologiques.
Ses inventions
utilisaient souvent plusieurs mécanismes de transmission et de transformation du
mouvement.
La majorité des inventions à Da Vinci n’ont pas été construites de son vivant. La science les
a redécouvertes beaucoup plus tard.
C’est le cas, entre autres, de l’hélicoptère, du
roulement à billes et de la pompe.
Dans cette situation d’apprentissage, vous devez imaginer un système mécanique.
Vous allez ensuite construire un objet technique fonctionnel (bolide) qui correspond
aux critères demandés.
Vous devez également produire un schéma de construction de type projection
orthogonale de votre objet. (voir p.290 à 291 du manuel)
Cette situation d’apprentissage vous permettra de vous familiariser avec les systèmes en
générale. Tu vas devoir créer un bolide qui va devoir :
1) Doit être propulsé avec la force mécanique uniquement. Cette force mécanique est
fournie par un maximum de 3 rubans élastiques. Aucune autre source d’énergie n’est
permise.
2) Parcourir une distance minimale de 5 m.
Les autres consignes sont disponibles à la page 30.
4
Système vivant et la cellule (p. 95 et 101 à 104)
La cellule est
Un système vivant est
5
Échange avec l’extérieur (p.98 à 100)
La diffusion (p.98-99)
Définition
Cliquez sur l’image
6
L’osmose (p.100)
Définition
7
Les intrants et les extrants (p.94-95)
Définition
Tu dois spécifier les intrants et les extrants de la cellule animale (respiration cellulaire)
Tu dois spécifier les intrants et les extrants de la cellule végétale (photosynthèse)
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Exercices
Les systèmes vivants
1) Donnez l’exemple d’un animal qui serait un système vivant.
2) Nommez quelques organes qui pourraient être considérés comme des parties de ce
système vivant.
3) Nommez trois intrants et trois extrants du système vivant que vous avez donné en exemple
à la question 1.
4) Les cellules végétales sont aussi des systèmes vivants. Dans l’encadré ci-dessous,
dessinez une cellule végétale avec ses principales composantes. Indiquez schématiquement
sur votre dessin ses intrants et ses extrants lors de la respiration cellulaire.
9
5) Les cellules animales sont aussi des systèmes vivants. Dans l’encadré ci-dessous,
dessinez une cellule animale avec ses principales composantes. Indiquez schématiquement
sur votre dessin ses intrants et ses extrants.
La cellule et les échanges avec son milieu
6) Pour les deux phénomènes décrits ci-dessous, précisez s’il s’agit de diffusion
ou d’osmose.
a) Un parfum circule dans une pièce, de l’endroit le plus concentré vers l’endroit le moins
concentré.
b) Un bâtonnet de légume placé quelques heures dans une solution très salée s’amollit.
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La cellule et l’énergie
7) Quelles sont les substances nécessaires aux plantes pour faire la photosynthèse ?
8) Quelles substances produisent les plantes au moment de la photosynthèse ?
9) Quelles substances les cellules animales utilisent-elles pendant la respiration cellulaire ?
10) Quelles substances les cellules animales produisent-elles pendant la respiration cellulaire
?
11
Système non vivant (p.183 à 189)
Un système technologique est
Complète le schéma
Caractéristiques
Définition
Exemples
12
Les composantes d’un système (p. 191)
Définition
Exemple d’un système simple : ampoule
Composantes
Exemple de sous-systèmes d’un système
Système
« Autobus
»
Soussystèmes
13
Les machines simples (p. 210 – 214)
Définition
Plan incliné (p.210-211)
Définition et exemple
14
Le levier (p.212-213)
15
La roue (p.214)
16
La poulie (p.214)
17
Mécanismes de transmission du mouvement
Définition
Cliquez sur la vidéo
18
Les roues de frictions
Définition
19
Les engrenages
Définition
20
Les poulies et la courroie
Définition
21
Les roues dentées et la chaîne
Définition
22
Le cardan
Définition
23
Les mécanismes de transformation du mouvement
Définition
Le pignon et la crémaillère
Définition
Crémaillère
Pignon
24
La came et la tige-poussoir
Définition
Came
Tige-poussoir
25
La bielle et la manivelle
Définition
Bielle
Manivelle
26
Exercices
Les caractéristiques d’un système
1) Le schéma ci-contre présente le système d’une calculatrice. Après avoir observé le
schéma, précisez les caractéristiques de ce système.
Faire des calculs
numériques
Fonction globale :
Boutons
des chiffres
et des fonctions
Intrants :
Procédé :
Extrant :
Calculs
Données
Commandes :
Électricité
au moyen
de
Résultats
circuits
affichés à
intégrés
l’écran
Les composantes d’un système
2) Nommez les composantes du système simple
« tambour » représenté ci-contre.
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Les machines simples
3) À quoi sert une machine simple ?
4)
Indiquez la machine simple qui compose chacun des objets techniques suivants.
a)
Une hache :
b)
Des ciseaux :
c)
Un cabestan :
d)
Une passerelle :
5) Dans un levier, comment peut-on diminuer la force motrice à appliquer pour déplacer une
même force résistante ? Donnez-en un exemple.
Les mécanismes de transmission du mouvement
6) Indiquez à quels mécanismes de transmission du mouvement renvoient chacun des
énoncés suivants.
a) Une roue dentée s’emboîte dans une autre roue dentée et lui transmet son mouvement de
rotation.
b) Deux arbres ou axes doivent tourner en même temps, mais ils n’ont pas la même
orientation.
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c) Le pédalier du vélo fait tourner la chaîne, qui transmet le mouvement de rotation du
pédalier à la roue arrière.
d) Le frottement entre deux roues qui se touchent transmet le mouvement de rotation d’une
roue à l’autre.
Les mécanismes de transformation du mouvement
7) Les mécanismes de transformation du mouvement ont pour but de transformer un type de
mouvement en un autre. Remplissez le tableau ci-dessous. Pour chacun des mécanismes,
indiquez le mouvement initial et le mouvement final. N’oubliez pas de mentionner la pièce
responsable de ce mouvement.
Mécanisme
Mouvement initial et pièce Mouvement final et pièce
Pignoncrémaillère
Came et
tige-poussoir
Biellemanivelle
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Projet technologique : Le bolide
Consignes pour la construction du véhicule :
1. Le projet est en équipe de 2
2. Le véhicule doit être propulsé avec la force mécanique uniquement. Cette force
mécanique est fournie par un maximum de 3 rubans élastiques. Aucune autre
source d’énergie n’est permise.
3. Le véhicule doit parcourir une distance minimale
de 5 m. De points seront accordés pour la distance.
4. Le véhicule doit être entièrement fabriqué par les
participants.
5. Les dimensions maximales du véhicule sont de
30cm x 30cm x 30cm. (Le véhicule doit pouvoir
rentrer dans une boîte de ces dimensions.)
30
30
30
6. Le véhicule doit être autonome. L’usage de modules détachables ou de
télécommandes est interdit.
7. Des points sont accordés pour l’utilisation de matières récupérées, pour l’apparence
du véhicule ainsi que pour le dessin technique (projection orthogonale).
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L’échéancier
Date
Ce qui doit être fait
Personne
responsable
Liste du matériel
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Une projection orthogonale (p.290-291)
Avec ton projet, tu dois aussi faire une projection orthogonale de ton bolide. La projection
orthogonale est un dessin en 2 dimensions qui présente les différentes faces de ton objet.
Voici une vidéo qui montre comment faire
Voici quelques exemples simples
Ce schéma doit être fait à l’ordinateur avec un logiciel 2d aussi simple que Paint.
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