VTT Les systèmes de transformation de mouvement

VTT
Les systèmes de transformation de mouvement
Durée : 1 h 30
Série 3 – TP 6
CENTRE D'INTERET CI – 2 : Chaîne d'énergie
Objectifs visés par rapport au programme :
2 – Les solutions technologiques associées aux fonctions
2.1 – Animer un mécanisme
2.1.4 – Transmettre et/ou transformer l’énergie mécanique
1) Les systèmes de transformation de mouvement présents sur le VTT
Différents systèmes de transformation du mouvement sont présents sur le VTT. Une partie de ces systèmes sont
répertoriés sur le tableau ci-dessous.
1. Complétez le tableau ci-dessous en identifiant :
* L’organe recevant le mouvement d’entrée ;
* Le mouvement de l’organe d’entrée (rotation, translation, etc.) ;
* Le type de mouvement de l’organe d’entrée (continu, discontinu, alternatif) ;
* L’organe recevant le mouvement de sortie ;
* Le mouvement de l’organe de sortie (rotation, translation, etc.) ;
* Le type de mouvement de l’organe de sortie (continu, discontinu, alternatif).
Système
Organe
d’entrée
Transmission
Pédalier/cadre
par chaîne
Mouvement
Type
Organe de sortie
Mouvement
Type
Rotation
Continu
Roue/cadre
Rotation
Continu
Roue/Sol
Roue/cadre
VTT/sol
Suspension
Arrière
dérailleur
plateaux
Cocotte de
frein
Bras
oscillant/cadre
Tige amortisseur/
corps
Guide
chaîne/cadre
Levier/guidon
Câble/cadre
Frein avant
Câble/cadre
Plaquette/corps
frein avant
Câble/cadre
2) La transmission par chaîne
1.
Mesurez la distance parcourue pour un tour de roue.
L = ...........................................................................................................................................................
2. Calculez le rayon R de la roue à partir de la mesure précédente. Sur un ordinateur, ouvrez le classeur
« Dépouillement VTT » dans les ressources ISI, dossier VTT. Sur la première ligne de la feuille
« Valeurs », saisissez les noms du trinôme (colonnes G, H et I), ainsi que le rayon de la roue (colonne
D, exprimé en m).
R = ...........................................................................................................................................................
3. Relevez le nombre de dents des plateaux et des pignons et complétez les cases blanches des colonnes
B et C du classeur. Vous classerez les pignons par nombre de dents décroissant.
Pignons
Grand
Petit
Plateaux
Petit
Lycée Sud Médoc – 33320 Le Taillan-Médoc
Moyen
Grand
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Les systèmes de transformation de mouvement
4. Pour les braquets (un braquet est une combinaison d’un plateau avec un pignon) non grisées de la
colonne D du classeur, mesurez le développement, c’est-à-dire la distance parcourue pour un tour de
pédale. Reportez ces valeurs dans le classeur.
Braquet n° 1 (petit plateau / grand pignon) : Développement = ............................................................
Braquet n° 2 (grand plateau / petit pignon) : Développement = ............................................................
5. Pour ces mêmes braquets, calculez le nombre de tours de roue effectués à partir de la distance
parcourue pour un tour de roue. Reportez les résultats dans la colonne E du classeur (vous donnerez
les résultats arrondis au millième).
Braquet n° 1 (petit plateau / grand pignon) : Nombre de tours de roue = .............................................
...............................................................................................................................................................
Braquet n° 2 (grand plateau / petit pignon) : Nombre de tours de roue = .............................................
...............................................................................................................................................................
nombre de tours de pédale
pour le premier braquet.
nombre de tours de roue
Reportez ce résultats dans la colonne F du classeur (vous donnerez le résultat arrondi au millième).
6. Calculez le rapport de transmission
i=
Braquet n° 1 (petit plateau / grand pignon) : i=
7. Calculez pour le premier braquet le rapport :
Braquet n° 1 (petit plateau / grand pignon) :
nb de tours de pédale
=
nb de tours de roue
≈ .....................
nombre de dents du pignon
.
nombre de dents du plateau
nb de dents du pignon
=
nb de de dents du plateau
≈ ...................
Comparez ce résultat au rapport de transmission i calculé à la question précédente.
Que constatez-vous ? ...............................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
nombre de tours de pédale
pour le dernier braquet.
nombre de tours de roue
Reportez ce résultats dans la colonne F du classeur (vous donnerez le résultat arrondi au millième).
8. Calculez le rapport de transmission
i=
Braquet n° 2 (grand plateau / petit pignon) : i=
9. Calculez pour le dernier braquet le rapport :
nb de tours de pédale
=
nb de tours de roue
≈ .....................
nombre de dents du pignon
.
nombre de dents du plateau
nb de dents du pignon
=
≈ ...................
nb de de dents du plateau
Comparez ce résultat au rapport de transmission i calculé à la question précédente.
Que constatez-vous ? ...............................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
Braquet n° 2 (grand plateau / petit pignon) :
Lycée Sud Médoc – 33320 Le Taillan-Médoc
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10. Quelle relation liant le rapport de transmission i, le nombre de dents du pignon Zpignon, le nombre de
dents du plateau Zplateau, le nombre de tours du pédalier Npédalier et le nombre de tours de la roue Nroue
peut-on en déduire ?
Relation que l'on peut en déduire : ..........................................................................................................
...............................................................................................................................................................
11. Pour une cadence de pédalage
pédalier
 pédalier =
N pédalier=60 coups/minute , calculez la fréquence de rotation du
. N pédalier
. Reportez ce résultat dans la case G4 du classeur (vous donnerez le
30
résultat arrondi au millième).
 pédalier =
 . N pédalier
=
30
≈ ......................................................................
12. A partir de la relation ωroue = ωpédalier / i, calculez la vitesse de rotation de la roue pour le premier
braquet. Reportez ce résultat dans la case H4 du classeur (vous donnerez le résultat arrondi au
millième).
ωroue = .......................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
13. A partir de la relation V = R . ωroue avec :
V = vitesse du VTT en m.s-1,
R = rayon de la roue en m,
ωroue = fréquence de rotation de la roue en rad.s-1,
et sachant que V(km.h-1) = V(m.s-1) x 3,6,
calculez la vitesse du vélo en km.h-1 pour une cadence de pédalage de 60 tours par minute pour le
premier braquet. Reportez ce résultat dans la case I4 du classeur (vous donnerez le résultat arrondi au
dixième).
V (m/s) = .................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
V (km/h) = ...............................................................................................................................................
14. Imprimez le classeur en trois exemplaires et sauvegardez-le dans votre lecteur T:, dossier « ISI ».
Lycée Sud Médoc – 33320 Le Taillan-Médoc
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