VTT Les systèmes de transformation de mouvement

VTT Durée : 1 h 30
Les systèmes de transformation de mouvement 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 Mouvement Type Organe de sortie Mouvement Type
Transmission
par chaîne Pédalier/cadre Rotation Continu Roue/cadre Rotation Continu
Roue/Sol Roue/cadre VTT/sol
Suspension
Arrière
Bras
oscillant/cadre
Tige amortisseur/
corps
dérailleur
plateaux Câble/cadre Guide chaîne/cadre
Cocotte de
frein Levier/guidon Câble/cadre
Frein avant Câble/cadre Plaquette/corps
frein avant
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 Moyen Grand
Lycée Sud Médoc – 33320 Le Taillan-Médoc Page 1 sur 3

VTT
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 = .............................................
...............................................................................................................................................................
6. Calculez le rapport de transmission
i=nombre de tours de pédale
nombre de tours de roue
pour le premier braquet.
Reportez ce résultats dans la colonne F du classeur (vous donnerez le résultat arrondi au millième).
Braquet n° 1 (petit plateau / grand pignon) :
i=nb de tours de pédale
nb de tours de roue = ≈
.....................
7. Calculez pour le premier braquet le rapport :
nombre de dents du pignon
nombre de dents du plateau
.
Braquet n° 1 (petit plateau / grand pignon) :
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 ? ...............................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
8. Calculez le rapport de transmission
i=nombre de tours de pédale
nombre de tours de roue
pour le dernier braquet.
Reportez ce résultats dans la colonne F du classeur (vous donnerez le résultat arrondi au millième).
Braquet n° 2 (grand plateau / petit pignon) :
i=nb de tours de pédale
nb de tours de roue = ≈
.....................
9. Calculez pour le dernier braquet le rapport :
nombre de dents du pignon
nombre de dents du plateau
.
Braquet n° 2 (grand plateau / petit pignon) :
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 ? ...............................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
Lycée Sud Médoc – 33320 Le Taillan-Médoc Page 2 sur 3

VTT
Les systèmes de transformation de mouvement
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
Npédalier=60 coups/minute
, calculez la fréquence de rotation du
pédalier
pédalier =.Npédalier
30
. Reportez ce résultat dans la case G4 du classeur (vous donnerez le
résultat arrondi au millième).
pédalier =.Npédalier
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 Page 3 sur 3