Structures et mécanismes – Gain mécanique des systèmes de poulies et d’engrenages

Durée de travail estimée

Attente(s)

A1. utiliser une démarche de recherche, une démarche expérimentale et un processus de design en ingénierie pour effectuer des recherches et des expériences ainsi que pour résoudre des problèmes, tout en respectant les consignes de santé et de sécurité.

D2. démontrer sa compréhension de divers types de systèmes, et des facteurs qui leur permettent de fonctionner efficacement et en sécurité

Contenu(s) d’apprentissage

A1.2  utiliser une démarche expérimentale et les habiletés connexes pour effectuer des expériences.

A1.4  respecter les consignes de santé et de sécurité à suivre durant les expériences scientifiques et technologiques, y compris le port de l’équipement et des vêtements de protection individuelle appropriés, et utiliser adéquatement les outils, les instruments et le matériel mis à sa disposition.

D2.5  expliquer la relation entre le travail, la force et le déplacement dans des systèmes simples.

D2.6  expliquer la relation entre la force appliquée et la force produite, et déterminer le gain mécanique de différents systèmes mécaniques, y compris des machines simples.

Déroulement et directives

1. Fais la lecture de l’affiche Mission Sciences – Structures et mécanismes – Mission 3 retrouvée dans les fichiers à télécharger. Visionne la vidéo Le gain mécanique des poulies jusqu’à 4 minutes 50 secondes. Tu as pu observer le gain mécanique de 2 montages différents (un système constitué d’une poulie fixe et un autre avec une poulie mobile). Pour le troisième montage, estime le gain mécanique d’un système composé de 2 poulies (une poulie fixe et une poulie mobile). Vérifie ton hypothèse en continuant de visionner la vidéo. Arrête la vidéo à 7 minutes 30 secondes et écris tes observations de la relation entre les brins de cordes, les poulies et le gain mécanique. Continue la vidéo jusqu’à 8 minutes 5 secondes pour entendre l’explication du scientifique.
   (© Mission Sciences – Structures et mécanismes : Les systèmes en action, 8^e année, CFORP)
   
2. Les systèmes de poulies aident à exécuter des tâches plus facilement. La vidéo suivante Poulies et palans (capsule) montre à quel point un système de poulies complexe peut aider à déplacer des charges très lourdes! 
3. Expérimente les systèmes d’engrenages avec l’animation interactive Engrenages.
   (© Mission Sciences – Structures et mécanismes : Les systèmes en action, 8^e année, CFORP)
   

Activité(s) d’apprentissage

1. Dans la vidéo Le gain mécanique des poulies, fais le défi proposé à 8 minutes 6 secondes. Trouve des combinaisons de poulies pour obtenir un gain mécanique de 3 et de 4. Laisse des traces de ton système de poulies sur une feuille. N’oublie pas de compter le nombre de brins de corde dans chacun des systèmes.
   (© Mission Sciences – Structures et mécanismes : Les systèmes en action, 8^e année, CFORP)
2. Sur l’affiche Mission Sciences – Structures et mécanismes – Mission 3, observe les 4 systèmes de poulies et les 3 systèmes d’engrenages. Répondre à la question :
   

   Quel est le gain mécanique des systèmes de poulies et des systèmes d’engrenages illustrés?

   Pour t’aider, n’oublie pas que…

   Gain mécanique d’un système d’engrenage = Nombre de dents sur la roue menée/nombre de dents sur la roue menante

   Gain mécanique d’un système de poulies = Force produite par la machine (charge)/Force appliquée par la machine (Effort)

   (© Mission Sciences – Structures et mécanismes : Les systèmes en action, 8^e année, CFORP)