univers 2

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10656-E – Univers 2 – Guide d’enseignement
© ERPI Reproduction et modifications autorisées uniquement dans les classes où le manuel Univers 2 est utilisé.
Nom : Groupe : Date :
ÉVALUATION SUPPLÉMENTAIRE
CORRIGÉ
UNIVERS 2
L’UNIVERS TECHNOLOGIQUE
CHAPITRE 8
1. Il existe quatre principales formes d’énergie utiles.
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.
2. Quelle est la principale forme d’énergie utile produite par chacun
des appareils suivants ? Expliquez votre réponse.
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.
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UNIVERS 2 L’UNIVERS TECHNOLOGIQUE CHAPITRE 8
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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.
3. Au Québec, on exploite plusieurs formes d’énergie pour produire
de l’électricité.
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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.
4. Quelles sont la ou les machines simples utilisées dans chacun
des instruments suivants ?
a)
Le levier et la vis.
b)
Le levier.
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5. Une enseignante présente à ses élèves les deux machines illustrées ci-dessous.
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.
CD 2 et 3
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1
2
Manivelle
Tambour

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Le numéro 6 n'est pas à faire.
6. 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.
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 propul-
sera 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.
CD 1, 2 et 3
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Poids
Tige d’appui
Tige de lancement
Réceptacle