Un système vivant ou non vivant SA4 - Blogues
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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 2 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) 8 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. 10 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. 27 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. 28 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 29 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). 30 L’échéancier Date Ce qui doit être fait Personne responsable Liste du matériel 31 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. 32
