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Nom : Groupe : Date : ÉVALUATION SUPPLÉMENTAIRE CORRIGÉ UNIVERS 2 L’UNIVERS TECHNOLOGIQUE CHAPITRE 8 1. Il existe quatre principales formes d’énergie utiles. CD 2 a) À quelle forme d’énergie utile associez-vous l’événement suivant ? « Un wagon se déplace le long du parcours d’une montagne russe. » L’énergie mécanique. b) Quelles sont les deux formes d’énergie utiles émises par une ampoule allumée ? L’énergie lumineuse et l’énergie thermique. c) Quelle forme d’énergie utile est produite par l’alternateur d’une automobile ? L’énergie électrique. /3 2. Quelle est la principale forme d’énergie utile produite par chacun des appareils suivants ? Expliquez votre réponse. CD 2 et 3 a) Un tube fluorescent. Principale forme d’énergie utile produite : L’énergie lumineuse. Explication : Un tube fluorescent produit beaucoup plus de lumière que de chaleur. b) Un ascenseur. Principale forme d’énergie utile produite : L’énergie mécanique. Explication : L’ascenseur monte ou descend. 1 10656-E – Univers 2 – Guide d’enseignement © ERPI Reproduction et modifications autorisées uniquement dans les classes où le manuel Univers 2 est utilisé. ÉVALUATION SUPPLÉMENTAIRE UNIVERS 2 L’UNIVERS TECHNOLOGIQUE CHAPITRE 8 c) Un ouvre-boîte. Principale forme d’énergie utile produite : L’énergie mécanique. Explication : Le moteur de l’ouvre-boîte fait tourner la boîte pour aider à en découper le couvercle. d) Un four. Principale forme d’énergie utile produite : L’énergie thermique. Explication : Un four ne produit que de la chaleur. /8 3. Au Québec, on exploite plusieurs formes d’énergie pour produire de l’électricité. CD 2 1 2 3 4 2 10656-E – Univers 2 – Guide d’enseignement © ERPI Reproduction et modifications autorisées uniquement dans les classes où le manuel Univers 2 est utilisé. ÉVALUATION SUPPLÉMENTAIRE UNIVERS 2 L’UNIVERS TECHNOLOGIQUE CHAPITRE 8 a) À quelle manifestation naturelle de l’énergie associez-vous chacun des modes de production illustrés ci-dessus? Photo 1 Énergie éolienne. Photo 2 Énergie nucléaire. Photo 3 Énergie hydraulique. Photo 4 Énergie fossile. b) Afin d’obtenir une forme d’énergie utile, il faut transformer les manifestations naturelles de l’énergie. Énumérez les transformations d’énergie nécessaires dans chacun des cas illustrés. Photo 1 Énergie éolienne → énergie mécanique → énergie électrique. Photo 2 Énergie nucléaire → énergie thermique → énergie mécanique → énergie électrique. Photo 3 Énergie hydraulique → énergie mécanique → énergie électrique. Photo 4 Énergie fossile → énergie thermique → énergie mécanique → énergie électrique. /10 4. Quelles sont la ou les machines simples utilisées dans chacun des instruments suivants ? a) Le levier et la vis. b) Le levier. /3 3 10656-E – Univers 2 – Guide d’enseignement © ERPI Reproduction et modifications autorisées uniquement dans les classes où le manuel Univers 2 est utilisé. CD 2 ÉVALUATION SUPPLÉMENTAIRE UNIVERS 2 L’UNIVERS TECHNOLOGIQUE CHAPITRE 8 5. Une enseignante présente à ses élèves les deux machines illustrées ci-dessous. CD 2 et 3 1 2 Manivelle Tambour a) Proposez une modification à apporter à chacune de ces machines afin de diminuer la force nécessaire pour soulever un objet. Illustration 1 On peut allonger le plan incliné ou diminuer la pente du plan incliné. Illustration 2 Une de ces réponses . Réponse 1 : On peut allonger la manivelle. Réponse 2 : On peut diminuer le rayon du tambour. b) Expliquez votre modification. Illustration 1 Si on allonge le plan incliné ou si on diminue la pente, on augmente la distance sur laquelle on applique la force. On diminue donc la force nécessaire pour soulever un objet. Illustration 2 Une de ces réponses. Réponse 1 : Si on allonge la manivelle, on éloigne la force motrice du point d’appui. On diminue donc la force nécessaire pour soulever l’objet. Réponse 2 : Si on diminue le rayon du tambour, on rapproche la force résistante du point d’appui, ce qui équivaut à augmenter la distance entre la force motrice et le point d’appui. La force nécessaire pour soulever l’objet diminue donc. /6 4 10656-E – Univers 2 – Guide d’enseignement © ERPI Reproduction et modifications autorisées uniquement dans les classes où le manuel Univers 2 est utilisé. ÉVALUATION SUPPLÉMENTAIRE UNIVERS 2 L’UNIVERS TECHNOLOGIQUE CHAPITRE 8 Le numéro 6 n'est pas à faire. 6. CD 1, 2 et 3 David, enseignant en science et technologie, a groupé ses élèves en équipe de deux et leur a demandé de construire une catapulte. À l’aide de sa catapulte, chaque équipe doit lancer des billes de 40 g dans un petit panier de basket-ball placé d’abord à 1,00 m de hauteur, puis à 1,40 m et enfin à 1,70 m. Les équipes peuvent effectuer autant d’essais qu’elles le désirent en se présentant au local de science à l’heure du dîner. Lors de la compétition finale, chaque équipe devra effectuer trois tirs consécutifs : à 1,00 m, à 1,40 m et à 1,70 m . Chaque équipe ne disposera que de 90 secondes entre deux tirs pour effectuer les ajustements nécessaires. Maria et Jérémie ont fabriqué une catapulte selon le schéma ci-contre. Lors des essais, ils placent la bille de 40 g dans le réceptacle, abaissent la tige de lancement et la relâchent. Ils réussissent à faire entrer la bille dans le panier à chaque tir quand celui-ci se trouve à 1,40 m de hauteur. Poids Réceptacle Tige de lancement Tige d’appui Maria et Jérémie se demandent maintenant comment modifier leur appareil afin de réussir les deux autres tirs. Que leur proposez-vous ? Une de ces deux réponses . Réponse 1 : 1) Fabriquer, à l’avance, une tige d’appui creuse et y percer trois trous. 2) Fixer le réceptacle à une tige de lancement, elle aussi percée d’un trou. 3) Fabriquer un goujon pouvant s’ajuster aux trous. 4) Lors de la compétition, insérer la tige de lancement dans la tige d’appui, de façon à faire coïncider le trou de la tige de lancement avec le trou le plus éloigné du point d’appui de la tige d’appui. Maintenir les deux pièces ensemble à l’aide du goujon. 5) Lors des autres tirs, il suffira de retirer le goujon, d’enfoncer la tige d’appui jusqu’au trou suivant et de remettre le goujon. De cette façon, la distance entre la force motrice et le point d’appui diminuera à chaque essai, ce qui propulsera la bille de plus en plus haut. [Ou toute autre façon de modifier la distance entre la force motrice et le point d’appui.] Réponse 2 : Prévoir trois poids de masses différentes et changer de poids à chaque tir. La masse la plus petite servira au lancer de 1,00 m, la masse moyenne au lancer de 1,40 m, et la masse la plus grande au lancer de 1,70 m. Ainsi, la force motrice augmentera à chaque tir, ce qui propulsera la bille de plus en plus haut. /8 5 10656-E – Univers 2 – Guide d’enseignement © ERPI Reproduction et modifications autorisées uniquement dans les classes où le manuel Univers 2 est utilisé. ÉVALUATION SUPPLÉMENTAIRE UNIVERS 2 L’UNIVERS TECHNOLOGIQUE CHAPITRE 8 7. Observez l’illustration suivante. CD 2 et 3 C B A a) Quel est le mécanisme de transmission du mouvement illustré ? Ce sont des engrenages. b) Si la roue B est la roue motrice, quelle seront les vitesses relatives des roues A et C ? Expliquez votre réponse. La roue A tournera plus vite que la roue B parce qu’elle possède moins de dents et qu’elle est plus petite. En effet, chaque fois que la roue motrice fait un tour, la roue A en fait deux. La roue C tournera plus lentement que la roue B parce qu’elle possède plus de dents et qu’elle est plus grande. En effet, chaque fois que la roue motrice fait un tour, la roue C fait un demi-tour. /5 8. Pour leur présentation orale sur les mécanismes de transmission du mouvement, Xavier et Darlène ont choisi l’exemple du vélo. Ils ont prévu de commencer leur exposé en interrogeant les élèves de leur classe. CD 2 et 3 1 2 6 10656-E – Univers 2 – Guide d’enseignement © ERPI Reproduction et modifications autorisées uniquement dans les classes où le manuel Univers 2 est utilisé. ÉVALUATION SUPPLÉMENTAIRE UNIVERS 2 L’UNIVERS TECHNOLOGIQUE CHAPITRE 8 Voici les questions qu’ils ont préparées. a) Quel mécanisme de transmission du mouvement est présenté sur les deux illustrations situées au bas de la page précédente ? Ce sont les roues dentées et la chaîne. b) Laquelle de ces illustrations montre le mécanisme dans une position qui permet de rouler à haute vitesse? Expliquez votre réponse. L’illustration 1 parce que chaque tour de pédalier entraîne plusieurs tours de la petite roue dentée. Lorsque la roue arrière du vélo tourne plus vite, la bicyclette roule à une vitesse plus grande. /4 9. Observez l’illustration suivante; elle représente la machine à vapeur de James Watt. CD 2 et 3 Pignon et crémaillère Bielle et manivelle a) Pointez et nommez deux mécanismes de transformation du mouvement impliqués dans la machine de Watt. 1) L’élève doit pointer et nommer le pignon et la crémaillère. 2) L’élève doit pointer et nommer la bielle et la manivelle. 7 10656-E – Univers 2 – Guide d’enseignement © ERPI Reproduction et modifications autorisées uniquement dans les classes où le manuel Univers 2 est utilisé. ÉVALUATION SUPPLÉMENTAIRE UNIVERS 2 L’UNIVERS TECHNOLOGIQUE CHAPITRE 8 b) Expliquez le fonctionnement de cette machine. 1) On chauffe l’eau contenue dans la bouilloire, ce qui la transforme en vapeur. 2) La pression de la vapeur déplace le piston vers le haut. 3) Le mouvement du piston entraîne le mouvement de la crémaillère. 4) À son tour, le mouvement de la crémaillère entraîne le pignon vers le haut. 5) Le pignon fait basculer le levier. 6) Le levier actionne la bielle. 7) La bielle fait tourner la manivelle, qui est également une roue d’entraînement. 8) Grâce à la courroie, la première roue d’entraînement transmet son mouvement rotatif à la seconde roue d’entraînement. 9) Les deux valves assurent la descente et la montée du piston en alternance, afin que la roue tourne continuellement. [Ce dernier point est facultatif.] /10 /57 8 10656-E – Univers 2 – Guide d’enseignement © ERPI Reproduction et modifications autorisées uniquement dans les classes où le manuel Univers 2 est utilisé.
