Objectifs d'apprentissage
Connaître les différents degrés de liberté et différencier adhérence et frottement :
- Degrés de liberté (Définition, utilité, types de mouvement et exemple)
- Frottement (Définition, utilité, exemple, avantages et inconvénients.)
- Adhérence (Définition, utilité, intensité, exemple, avantages et inconvénients.)
Être capable de :
- Expliquer l'utilité de limiter le mouvement dans le fonctionnement d'un objet technique.
- Décrire les avantages et les inconvénients de l'adhérence des pièces et de leur frottement dans un objet technique.
Connaissances à construire
Degrés de liberté
Les degrés de liberté sont les mouvements possibles entre les pièces. Sans le savoir, vous avez déjà une certaine intuition de ce qu'ils représentent. Les deux ressources ci-dessous vous permettront de bien comprendre de quoi il s'agit.
Exemple 1
Source : Centre de développement pédagogique (CDP) Source : PackshotCreator Vous devez aller sous l'onglet 3.1 > savoir+ > les degrés de liberté.
Un petit exemple avec le planeur
Frottement
Le frottement est une force qui s'oppose au mouvement d'une pièce mais sans l'empêcher. Dans l'expérience qui suit, vous découvrirez la notion de coefficient de frottement statique. Vous verrez, c'est facile ! On ne parle réellement de frottement que lorsque les pièces commencent à bouger tout en se frottant contre la surface du plan incliné. Avant l'apparition du mouvement, on parle d'adhérence et c'est la notion de la colonne de droite.
Nous retrouvons du frottement dans la majorité des phénomènes de la vie courante. Il est parfois exploité à notre avantage comme dans le cas du freinage, du sciage, du polissage et du lavage. Mais il a aussi des conséquences moins intéressantes mais inévitables comme l'usure et la perte d'énergie.
Pouvez-vous donner d'autres applications technologiques et économiques qui mettent à profit le frottement ?
Source: Unisciel
Adhérence
Quand un élément adhère à un autre élément, les deux sont statiques l'un par rapport à l'autre. C'est lorsqu'il y a perte d'adhérence qu'il y a apparition de mouvement. L'adhérence est donc un phénomène qui empêche le mouvement. Comme vous le verrez dans l'expérience qui suit, elle dépend des propriétés de contact entre deux matières et elle permet d'expliquer l'existence du coefficient de frottement statique que vous avez vu dans la vidéo de gauche.
L'intensité de l'adhérence dépend de certains facteurs.
Pouvez-vous donner d'autres applications technologiques et économiques qui mettent à profit l'adhérence ?
Source: Unisciel
Maintenant à vous de travailler afin de bien maîtriser la théorie. Vous êtes prêt pour la première série d'exercices
- Utilisez la boîte à outils «Lego» pour mettre en application vos connaissances que vous avez acquis dans les fiches 1-2-3 et remplissez les fiches.
- Répondez au petit questionnaire ci-dessous.
- Quels sont les 6 types de mouvements de degrés de liberté ?
- Expliquer l'utilité de limiter le mouvement.
- Nommer les facteurs qui font varier l'intensité de l'adhérence.
- Nommer un avantage et un inconvénient de l'adhérence.
- Nommer un avantage et un inconvénient du frottement.
- Pour chacun des exemples d'utilisation dans la vie de tous les jours, expliquez.
Pour en savoir un peu plus ...
Une petite expérimentation pour valider vos connaissances.
- Vous devez aller sous l'onglet 3.1
- Sous cet onglet, savoir +: les degrés de libertés.
Petits exercices
- Représenter sous chaque photographie le symbole de la liaison correspondante entre les pièces 1 et 2
- Mouvements et liaisons
- Exercices de révision des fiches 1-2-3
- Quelques définitions pour le mot frottement !
- Les degrés de liberté des liaisons
Repères culturels
Le frottement est un avantage pour la police scientifique !
Le frottement d'une balle sur le canon d'un pistolet permet de donner à celle-ci un mouvement de rotation qui lui assure une trajectoire bien rectiligne une fois à l'extérieur. Le diamètre de la balle est légèrement plus grand que celui du canon ce qui oblige les rainures spiralées du canon à gruger la paroi latérale externe de la balle tout en lui imprégnant un mouvement de rotation sur elle-même. Les stries obtenues par frottement permettent ensuite à la police de savoir avec quel modèle d'arme une balle a été tirée. Beaucoup de déductions scientifiques dans le domaine policier sont basées sur les phénomènes de frottements car, par définition, ceux-ci laissent des traces qui sont souvent uniques.
Le saviez-vous ? La tribologie est la science de l'étude du frottement. Cliquez ici pour en apprendre un peu plus.
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Mécanique industrielle de construction et d'entretien, mécanique automobile, mécanique de véhicules légers ou mécanique de véhicules lourds routiers.
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Clin d'oeil
À vous la parole
Et si on comparait avec l'automobile ?
"Repérez et nommez au moins un exemple de mécanisme pour chaque degré de liberté, un avantage et un inconvénient de l'adhérence des pièces et de leur frottement dans l'automobile ."
Attention : sur le site internet, vous devez aller au bas de la page pour changer la langue, canadien-français.
Êtes-vous capable de démontrer le résultat présent dans l’expérience de la vidéo ?
Source: Uniciel