Echo en retour
Ce document montre deux principes techniques mécaniques souvent mis en oeuvre dans des véhicules.
1. Indiquez la roue dentée qui tourne le plus vite (a).
La roue dentée qui tourne le plus vite est la roue dentée 1. Une démonstration en classe permet de mettre en évidence ce phénomène. Il est également possible de montrer une application de ce principe technique sur un vélo.
Exemple : Considérons un vélo avec un grand plateau de 48 dents et un pignon de 12 dents. Quand un cycliste fait un tour de pédale, le grand plateau fait aussi un tour et 48 dents défilent. À l’arrière, dans un même temps, défilent également 48 dents, Comme le petit pignon ne fait que 12 dents, il doit donc faire 4 tours. En conclusion, pour un tour de pédale, la roue fait 4 tours.
2. Précisez si la roue de la voiture tourne plus vite ou moins vite que le moteur (b).
Sur l’axe du moteur est fixée une roue dentée d’un diamètre inférieur à la roue dentée fixée sur l’axe des roues. Les roues de la voiture tournent donc moins vite que le moteur.
3. Indiquez ce qui permet, dans la situation 2, de maintenir en équilibre une masse de deux kg avec une masse de un kg (c).
Un bras de levier est la distance séparant une extrémité du levier de son point d’appui. C’est aussi le rapport des deux bras qui donne l’amplitude de l’effet de levier. Dans la situation 1, ce rapport est égal. Dans la situation
2, la position du point d’appui a été modifiée de façon à obtenir un bras de levier plus long sur le côté droit.
On précisera que le principe du levier peut être utilisé de deux manières :
– pour amplifier un mouvement, en amplitude ou en vitesse ;
– pour amplifier un effort.
4. Indiquez la meilleure position des doigts permettant d’actionner le freinage avec un minimum d’effort (d).
Plus le bras de levier est long, plus l’effort sera amplifié. Il est donc préférable de positionner ses doigts à l’extrémité du levier de frein pour pouvoir freiner en exerçant un minimum d’effort.
5. Citez deux objets utilisant ces deux principes techniques.
Le principe de transmission de mouvement par engrenage se retrouve sur un vélo, une moto, une trottinette électrique. La boîte de vitesses d’une voiture est également constituée d’engrenages.
Le principe du levier est utilisé dans de nombreux outils : pinces, clés, matériel de jardinage (pelles, bêches…) et pour soulever des charges tels les petits chariots (diables) munis de deux roues basses et les brouettes.
