CAHIER DE L ELEVE EN TECHNOLOGIE - Assetecassetec.net/IMG/pdf/cahier-eleve-6e.pdf · 2 Une équipe...

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CAHIER

DE L’ELEVE EN TECHNOLOGIE

Classe de 6ème

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Une équipe de formateurs et d’enseignants de l’Académie de Lille a imaginé ce que pourrait être le cahier d’un élève de 6 ème en technologie, en partant du constat que celui-ci est très souvent réduit à sa plus simple expression et que, de ce fait, il ne joue pas le rôle de compilation des compétences acquises et d’information des familles qui lui est assigné .

Les auteurs :

- CESSELLI Ludovic professeur de technologie - DEMYTTENAERE Michel professeur de technologie - HAUTE Jean-Michel formateur - LAROSE Daniel formateur - VAQUETTE Joël formateur

Préambule : Ce cahier ne se veut pas être un modèle, mais un exemple possible. Son contenu s’inspire, évidemment, de la stratégie présentée dans la rubrique « Travaux réalisés par l’équipe de formateurs (Organisations pédagogiques) » . Il regroupe :

- des travaux proposés aux élèves lors de l’investigation des différents blocs fonctionnels

- des synthèses collectives - des traces écrites qui peuvent donner lieu à évaluation - des travaux proposés aux élèves lors de l’investigation des différents

matériaux (tests sur les maquettes et les traces écrites) - des activités « TICE » possibles intégrées à la stratégie - des travaux proposés aux élèves lors de la fabrication - des travaux d’assemblage des différents éléments.

Comme le préconisent les textes officiels, l’objet technique fabriqué par les élèves est inclus dans les trois objets à investiguer. Ce cahier vous propose une gamme de produits supports possibles (vélo, trottinette, modèle réduit, skate board, poussette), il appartient à chacun de choisir une « triplette » de produits supports qui soit la plus pertinente possible (motivante pour les élèves et complémentaire dans ses fonctions techniques, dans ses matériaux et dans ses énergies).

Il n’est ni « figé «, ni complètement abouti.

Nous vous en souhaitons bon usage et sommes ouverts à toute remarque constructive.

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SOMMAIRE

Préambule page 2 Sommaire page 3 Objet, objet technique page 4 Le besoin page 5 La fonction d’usage page 6 La fonction d’estime page 7 Principe de fonctionnement page 11 Fonctionnement de l’objet technique page 14 Accueillir Etude de la fonction page 25 Conductibilité thermique page 27 Fabrication du siège page 29 Sustenter Porter Etude de la fonction page 30 Flexibilité page 34 Oxydabilité page 35 Vue éclatée page 38 Le châssis page 39 Générer le mouvement Etude de la fonction page 42 Conductibilité électrique page 51 Le circuit électrique page 53 Montage du circuit page 57 Activité informatique page 58 Guider Etude de la fonction page 59 Dureté page 68 Masse volumique page 70 Console de direction page 72 Demi fourche page 75 Activité informatique page 78 Ralentir, S’arrêter Etude de la fonction page 79 Adhérence page 86 Assemblage page 88

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OBJET ET OBJET TECHNIQUE

Objet

Objet technique

Branche

Allumette

Caillou

Vis

Laine

Pince coupante

Crayon

Objet : Elément naturel non modifié par l’homme. Objet technique : Elément réalisé ou transformé par l’homme.

L’homme crée des objets techniques pour répondre à des besoins.

OBJET TECHNIQUE = BESOIN + FONCTION D’USAGE

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LE BESOIN

Un besoin est un manque, un désir, une nécessité ressentie par une personne.

a) Les besoins vitaux : - se nourrir - se protéger - se déplacer - communiquer…

b) Les besoins sociaux :

- se divertir - s’instruire - travailler - d’appartenance…

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LA FONCTION D’USAGE

A quoi servent ces objets ?

L’ allumette sert à créer une flamme.

La vis sert à assembler des éléments.

La pince coupante sert à sectionner des matériaux.

Le crayon sert à déposer une trace.

Fonction d’usage : service rendu par l’objet technique

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Exercice

Non de Objet ou

PHOTO l’objet Objet technique

Fonction d’usage

1

Banc Objet technique Supporte une ou plusieurs personnes en position assise

2 Antivol Objet technique Protéger contre le vol

3 Bois mort Objet

4 Feu arrière Objet technique Signaler la présence d’un vélo

la nuit

5 Silex taillé Objet technique Couper, gratter …

6 Caillou Objet

7

Casque Objet technique Protéger la tête de l’utilisateur

8

Pointes de flèches en

pierre

Objet technique Renforcer l’extrémité des flèches pour transpercer

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LA FONCTION D’ESTIME

La voiture qui me plait doit se faufiler en ville

Ma voiture préférée est bleue

J’aime les coupé s sports J’ai choisi un monospace, inté rieur cuir, pour voyager avec ma famille

1) Nommer l’objet technique cité dans les bulles : la voiture 2) Indiquer la fonction d’usage : transporter une ou plusieurs personnes 3) Souligner dans les bulles les mots ou groupes de mots qui ont incité les personnages à

choisir l’objet technique. 4) Recopiez-les dans la 1ère colonne du tableau. 5) Résumez-les en un mot dans la 2ème colonne.

Mots ou groupes de mots

Critères

Se faufiler en ville

Taille

Bleue

Couleur

Coupé sport

Forme

Monospace

Taille

Intérieur cuir

Confort

6) Trouver 2 critères supplémentaires à ajouter dans le tableau

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Fonction d’estime : Elle est liée aux goûts des utilisateurs (formes, couleurs, matières …)

Certains objets techniques utilitaires ont une forte FONCTION d’USAGE liée à l’utilisation. Ex : pince, marteau …

D’autres objets techniques ont une forte FONCTION d’ESTIME liée aux goûts des utilisateurs. Ex : bijou, parfum …

D’autres encore ont les 2 fonctions à la fois liées à l’USAGE et à l’ESTIME. Ex : voiture, vêtements …

Le choix d’un objet technique résulte du compromis entre la fonction d’usage et la fonction d’estime.

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1) Qu’est-ce qu’un objet ? 2pts CONTROLE

................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ............................... 2) Donnez trois exemples. 1,5pts

................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ...............................

3) Qu’est-ce qu’un objet technique ? 2pts

................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ...............................

4) Donnez trois exemples. 1,5pts

................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ............................... 5) Donner la fonction d’usage de : 3pts

- La voiture : ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ .

- L’allumette : ................................ ................................ ................................ ................................ .............................. 6) L’homme crée des objets techniques pour répondre à des besoins vitaux qui sont : 2pts

- ................................ ................................ ................................ ..............................

- ................................ ................................ ................................ ..............................

- ................................ ................................ ................................ ..............................

- ................................ ................................ ................................ ..............................

7) Classer dans un tableau les objets techniques suivants selon qu’ils ont une forte fonction

d’usage, une forte fonction d’estime ou les 2 à la fois. 5pts un marteau une bague en or un trombone à papier une montre

une brouette une règle plate un couteau suisse un vêtement une voiture un collier de perles des lunettes de soleil un tournevis une chaussure un cadre photo des plantes vertes un poster une échelle une gourmette en argent un miroir un meuble

Forte fonction Forte fonction d’usage d’estime

Les 2 à la fois

8) Ajouter 2 objets techniques dans chacune des colonnes du tableau en les séparant des autres par un trait. 3pts

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PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT

1) Voici une série de photographies, recherche puis indique ci-dessous, quel est leur point commun.

Leur point commun est : Ils permettent de transporter des personnes ou des biens.

5 2

3

1

4

7

6

8

2) Dessine le tableau ci-dessous dans ton cahier, puis indique grâce à quelle source d’ é nergie ces objets techniques se dé placent.

Nom de l’objet technique

Source d’énergie

1 Une batterie électrique

Trottinette électrique

2 Vélo La force des muscles

3 Moto Un carburant

4 Train électrique Le réseau électrique

5 Voilier La force du vent

6 Avion Un carburant

7 Voiture Un carburant

8 Funiculaire électrique Le réseau électrique

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3) Après avoir vu avec ton professeur et tes camarades les réponses de la classe, complète le tableau ci-dessous

Photographies

Nom de l’objet technique

Energie utilisée

Trottinette électrique

Electrique

Voiture

Thermique

Vélo

Musculaire

Voilier

Eolienne

Le principe de fonctionnement des objets techniques liés aux transports de biens et de personnes est de

TRANSFORMER une ENERGIE en MOUVEMENT.

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4) D’autres objets techniques utilisent des énergies que nous n’avons pas étudiées. Colle les images de ces objets en face de leur nom puis retrouve l’énergie qu’ils

utilisent.

Terre, Hydraulique, Solaire et Pneumatique.

Photographies Nom de l’objet technique

Energie utilisée

Source d’énergie

Calculatrice

Solaire (photovoltaïque)

Cellules

photovoltaïques

(panneau solaire)

Nacelle élévatrice

Hydraulique

Pression d’eau

Marteau piqueur

Pneumatique

Pression d’air

Horloge à poids

Terre

Attraction

terrestre

Il existe d’autres énergies qui sont utilisées par des objets techniques non liés aux transports.

Ce sont les é nergies suivantes :

Gravitation terrestre (la force de l’attraction de la terre), Hydraulique (la force de l’eau ou d’un fluide), Solaire (le soleil), Pneumatique (l’air comprimé).

En bleu pour ACCUEILLIR l’utilisateur, en noir pour SUPPORTER-SUSTENTER, en vert pour GENERER le mouvement, en jaune pour GUIDER le véhicule et en rouge pour RALENTIR-S’ARRETER.

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FONCTIONNEMENT de l’OBJET TECHNIQUE

La trottinette

1) Dé crire, avec des verbes d’ action (à l’ infinitif) tous les gestes permettant l’ utilisation de cet objet technique:

Description Correction _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

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2) J’ indique sur la trottinette ci-dessous à l’ aide de flèches, les é lé ments que j’ ai observé s lors de son utilisation.

3) Surligner les mots de la correction et ceux sur la photo qui correspondent aux diffé rents « blocs fonctionnels ».


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La trottinette



- saisir la poigné e gauche avec la main gauche - incliner la trottinette vers l’extérieur - relever la béquille - saisir la poignée droite avec la main droite - incliner la trottinette vers l’utilisateur - basculer l’interrupteur sur la position 1 - saisir la poignée droite avec la main droite - poser le pied gauche sur la coque - actionner la manette de mise en marche - lancer la trottinette avec le pied droit - poser la pointe du pied droit sur l’arrière de la coque - orienter le guidon pour changer de direction - ralentir en relâchant la manette de mise en marche - stopper la trottinette en actionnant la manette de freinage - quitter la trottinette - basculer l’interrupteur sur la position 0 - déplier la béquille

2) J’ indique sur la trottinette ci-dessous à l’ aide de flèches, les é lé ments que j’ ai observé s lors de son utilisation.

Manette de mise en marche

Guidon Poignée

Manette de frein

Coque

Interrupteur Béquille


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Le vélo



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2) J’ indique sur le vé lo ci-dessous à l’ aide de flèches, les é lé ments que j’ ai observé s lors de son utilisation.



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Le vélo



- saisir la poignée gauche avec la main gauche - saisir la poignée droite avec la main droite - enfourcher le cadre du vélo - s’asseoir sur la selle - positionner une pédale vers le haut (avec le coup de pied) - poser un pied sur cette pédale - appuyer sur cette pédale pour lancer le vélo - poser l’autre pied sur l’autre pé dale - pédaler - orienter le guidon pour changer de direction - actionner une ou les manettes de freins pour ralentir - stopper le vélo - quitter le vélo

2) J’ indique sur le vé lo ci-dessous à l’ aide de flèches, les é lé ments que j’ ai observé s lors de son utilisation.

Selle

Poignée Guidon

Manette de frein

Pédale / Pédale Cadre



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Le skateboard



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2) J’ indique sur le skateboard ci-dessous à l’ aide de flèches, les é lé ments que j’ ai observé s lors de son utilisation.



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Le skateboard



2) J’ indique sur le skateboard ci-dessous à l’ aide de flèches, les é lé ments que j’ ai observé s lors de son utilisation.



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Le modèle réduit



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2) J’ indique sur le modèle ré duit ci-dessous à l’ aide de flèches, les é lé ments que j’ ai observé s lors de son utilisation.



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Le modèle réduit


Description Correction _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

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- monter sur le châssis du modèle réduit - s’asseoir sur le siège - appuyer sur l’interrupteur de mise en marche - diriger le véhicule à l’aide du volant - appuyer sur l’interrupteur pour ralentir ou s’arrêter - quitter le véhicule

2) J’ indique sur le modèle ré duit ci-dessous à l’ aide de flèches, les é lé ments que j’ ai observé s lors de son utilisation.

Volant

Siège

Interrupteur

Châssis





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La poussette



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2) J’ indique sur la poussette ci-dessous à l’ aide de flèches, les é lé ments que j’ ai observé s lors de son utilisation.



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Poignée Poignée

Poignée


La poussette



- positionner un enfant sur le siège - l’attacher avec la ceinture - rabattre la capuche - saisir les poignées avec les mains - relever la manette de blocage avec la pointe du pied - avancer en poussant à l’aide de son corps sur les poigné es - orienter la poussette avec les poigné es pour changer de direction - ralentir puis stopper la trottinette à l’aide de son corps - actionner la manette de blocage

2) J’ indique sur la poussette ci-dessous à l’ aide de flèches, les é lé ments que j’ ai observé s lors de son utilisation.

Capuche

Siège

Manette de blocage

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Les objets dont la fonction d’usage est le transport des biens et des personnes peuvent être décomposés en blocs fonctionnels :

- accueillir - supporter- sustenter - générer le mouvement - guider - ralentir - s'arrêter

Complète le tableau en reportant les é lé ments nommé s dans les corrections

Vélo Trottinette Poussette

A partir de l’observation, repère et colorie les éléments en fonction de leur bloc fonctionnel :

« Accueillir », « Supporter - sustenter »,

« Gé né rer le mouvement », « Guider » et « Ralentir - s'arrê ter ».

Chaque bloc fonctionnel peut être décomposé en éléments Certains éléments sont communs aux objets techniques

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ACCUEILLIR

1) Quels sont les é lé ments qui sont en contact avec l’ utilisateur ?

Vélo Selle, poignées, pédales ................................ ................................ ................................ ...............................

Trottinette Selle, poignées, coque, grip................................ ................................ ................................ ....

Skateboard Planche, grip................................ ................................ ................................ ................................ ..

Modèle réduit Volant, siège ................................ ................................ ................................ ...........................

Poussette Poignées ................................ ................................ ................................ ................................ ...............

2) Colorie en bleu les éléments qui concernent la fonction « accueillir » 3) Pourquoi le concepteur a-t-il choisi ces :

- formes, - matériaux.

................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ......

................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ......

Correction : Les formes et les matériaux ont été choisis pour répondre à une fonction d’estime et permettre d’améliorer le confort et la sécurité de l’utilisateur.

Le bloc fonctionnel ACCUEILLIR est composé d’éléments qui sont en contact avec l’utilisateur et qui :

- assurent le confort - participent à la sécurité.

Exemples : Poignées en matière plastique souple et colorée offrant une sensation agréable au toucher et à la vue avec des rainures ou des aspérités pour une meilleure préhension Selle plastifiée de forme arrondie et rembourrée.

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MAQUETTE «CONDUCTIBILITE THERMIQUE »

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TESTS DE MATERIAUX

Maté riel né cessaire :

Source de chaleur Eprouvettes ( acier, cuivre, caoutchouc, aluminium, plastique, cuir)

Mode Opératoire

Eprouvettes

1) Sur une nouvelle page de cahier - Ecrire le titre : TESTS DE

MATERIAUX - Reproduire le tableau ci-dessous dans le

cahier

2) Relever la température initiale sur les 6 éprouvettes et compléter le tableau

3) Placer les éprouvettes au dessus d’une source de chaleur ( fil chauffant de la thermoplieuse)

4) Mettre en chauffe pendant 1 minute

5) Relever la température sur les 6 éprouvettes et compléter le tableau

Source de chaleur

Compléter le tableau

Température initiale 1 min de chauffe

Acier

Aluminium

Plastique

Cuir

Cuivre

Caoutchouc

Conclusions :

CONDUCTIBILITE THERMIQUE: Faculté d’un matériau à conduire (transporter) la chaleur.

Certains matériaux conduisent, transportent facilement la chaleur, ce sont des CONDUCTEURS; d’autres ne conduisent pas ou conduisent mal la chaleur, ce sont des ISOLANTS thermiques.

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FABRICATION DU SIEGE

Remarque : La fabrication du siège est abordée après une présentation des machines

Lors de la fabrication du châssis, nous insisterons plus particulièrement sur la formabilité des matériaux

CONCLUSIONS :

FORMABILITE: Capacité d’un matériau à se déformer sous une action mécanique.

Certains matériaux se déforment plus ou moins facilement sous une action mécanique ( pression, choc …) qui provoque une déformation permanente.

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SUSTENTER-SUPPORTER 1) Quel est l’ é lé ment qui supporte l’ utilisateur ? (Ré ponds par une phrase)

OBSERVATION CORRECTION

Vélo

………………………………………

………………………….....................

Vélo

Cadre

Trottinette

………………………………………

………………………….....................

Trottinette

Châssis

Skateboard

………………………………………

………………………….....................

Skateboard

Planche

Modèle réduit

………………………………………

………………………….....................

Modèle réduit

châssis

Poussette

………………………………………

………………………….....................

Poussette

Châssis

2) Quels sont les é lé ments qui sont en contact avec le sol ?


Vélo

………………………………………

………………………….....................

Vélo

Roues

Trottinette

………………………………………

………………………….....................

Trottinette

Roues

Skateboard

………………………………………

………………………….....................

Skateboard

Roues

Modèle réduit

………………………………………

………………………….....................

Modèle réduit

Roues

Poussette

………………………………………

………………………….....................

Poussette

Roues

3) Colorie en noir les éléments qui concernent la fonction« sustenter porter»

0

0

1

32

SUSTENTER-SUPPORTER

MODELE REDUIT POUSSETTE VELO TROTTINETTE SKATEBOARD

Les éléments qui supportent le poids de l’utilisateur

cadre

châssis

planche

Châssis

Châssis

Les éléments qui permettent le contact avec le sol

roues

roues

roues

Roues

Roues

Dans le bloc fonctionnel SUSTENTER-SUPPORTER, on trouve les éléments suivants : - ceux qui permettent le contact avec l’environnement (les roues), - ceux qui supportent le poids de l’utilisateur (cadre, châssis).

Le concepteur a privilégié des matériaux : - rigides - légers - …

33

MAQUETTE « FLEXIBILITE »

34

MODE OPERATOIRE

FLEXIBILITE Echantillon

0 1 2 3 4 Masse 5 6

Placer l’échantillon dans la rainure du support

Accrocher délicatement la masse

Relever la mesure sur le papier gradué


Recommencer avec un autre échantillon Interpréter les résultats obtenus

CONCLUSIONS :

FLEXIBILITE: Faculté d’un matériau à se déformer sous l’action d’une charge et à reprendre sa position initiale.

Certains matériaux se déforment plus ou moins sous l’action d’une charge, avant de reprendre leur position initiale

35

MAQUETTE « OXYDADILITE »

36

MODE OPERATOIRE

Placer un échantillon de matériau dans chaque pot rempli d’eau

Après plusieurs semaines, observer la surface immergée de chaque échantillon

Compléter le tableau CONCLUSIONS :

OXYDABILITE: Faculté à se laisser altérer par l’action de l’humidité.

Certains matériaux se laissent plus ou moins facilement altérer (abîmer, dégrader) par l’action de l’eau ou de l’humidité de l’air.

37

7

17

2 5

1 3

16

8 15

4

6

16 12 11 9 16 10 14

17

18

16 19 20 13 22 21 24 23

Le ……………..

Collège 6ème ……………

A4 Ensemble éclaté

38

24 2 Pile 1.5V type R6

23 1 Fil électrique avec cosses (couleur bleu) L= 70 mm

22 1 Interrupteur

21 1 Coupleur de piles (2 x R6) avec sortie fils (rouge – noir)

20 1 Poulie moteur diam 6 mm Diam 5 mm

19 1 Moteur 3V (type 20)

18 1 Clips support pour moteur

17 3 Vis diam 4 mm L=8 mm

16 7 Ecrou diam 4 mm

15 1 Ecrou frein diam 4 mm

14 2 Ecrou borgne diam 4 mm

13 1 Courroie de transmission

12 2 Rondelles diam 4 mm

11 1 Poulie arrière diam 20 mm Bois

10 2 Rivets diam 5mm Laiton

9 1 Axe roues arrières (Tige filetée diam 4 mm) L= 150 mm

8 3 Roue (jante + pneu) Diam 50 mm

7

1

Volant PVC Diam 40 mm

6 1 Axe roue avant (Vis diam 4 mm) L= 30 mm

5 1 Colonne de direction (Jonc PVC diam 4 mm) L= 85 mm

4 1 Fourche PVC

3 1 Console de direction PVC

2 1 Ailes (passage de roues AR) PVC

1 1 Chassis PVC

Rep. Nb. Désignation Matière

Collège

NOMENCLATURE

39

CHASSIS

REMARQUE :

Lors de la fabrication du châssis, nous insisterons plus particulièrement sur l’usinabilité

CONCLUSIONS :

USINABILITE: Capacité d’un matériau à se laisser façonner sur une machine-outil.

Certains matériaux se laissent plus ou moins facilement usiner ( prélever de la matière sur une machine, afin d’obtenir les formes désirées).

40

130

10

4

55

28

12

2 p

lis à

90

°

1 0 à 4 5 °

5 5

1 1

5 5

1 0

3 0

4 0

115

1 3 5

1 4 5

T olérance générale : +- 0,5 PV C : ép 2

41

130

104

55

28

12

12

2 p

lis à

90°

5 5

12 6

5 5

10

30

115

135

145

Tolérance générale : +- 0,5 PV C : ép 2

42

GENERER LE MOUVEMENT

Observation et questionnement. 1) Quels sont les é lé ments qui permettent à l’ objet technique d’ avancer ?


Vélo

………………………………………

………………………….....................

Vélo

Pédale, manivelle, plateau, chaîne, pignon, roue

Trottinette

………………………………………

………………………….....................

Trottinette

Moteur, poulies, courroie, roue arrière, couronne crantée

Skateboard

………………………………………

………………………….....................

Skateboard

Planche, truck, roues

Modèle réduit

………………………………………

………………………….....................

Modèle réduit

Moteur, vis sans fin, roue dentée

Poussette

………………………………………

………………………….....................

Poussette

Roues

2) Quels sont les é lé ments solidaires entre eux ?


Vélo

………………………………………

………………………….....................

Vélo

- Pédale, manivelle, plateau (pédalier) - Pignon, roue

Trottinette

………………………………………

………………………….....................

Trottinette

- Moteur, poulie crantée - Couronne crantée, roue

Skateboard

………………………………………

………………………….....................

Skateboard

- Planche, truck.

Modèle réduit

………………………………………

………………………….....................

Modèle réduit

- Moteur, vis sans fin - Axe, roue dentée

Poussette

………………………………………

………………………….....................

Poussette

-Châssis, roues

3) Dessine le bloc « GENERER LE MOUVEMENT ». Vélo Trottinette Skateboard

43

4) Quelle é nergie est né cessaire pour faire avancer l’ objet technique et par quoi est-elle fournie?


Vélo

………………………………………

………………………….....................

Vélo

Energie musculaire

Muscle

Trottinette

………………………………………

………………………….....................

Trottinette

Energie électrique

Batterie

Skateboard

………………………………………

………………………….....................

Skateboard

Energie musculaire

Muscle

Modèle réduit

………………………………………

………………………….....................

Modèle réduit

Energie électrique

Piles

Poussette

………………………………………

………………………….....................

Poussette

Energie musculaire

Muscle

5) Quel é lé ment tourne grâce à cette é nergie? OBSERVATION CORRECTION

Vélo

………………………………………

………………………….....................

Vélo

Pédalier

(Pédale, manivelle, plateau)

Trottinette

………………………………………

………………………….....................

Trottinette

Moteur

Skateboard

………………………………………

………………………….....................

Skateboard

Roues

Modèle réduit

………………………………………

………………………….....................

Modèle réduit

Moteur

Poussette

………………………………………

………………………….....................

Poussette

Roues

44

6) Quel é lé ment transmet le mouvement ?


Vélo

………………………………………

………………………….....................

Vélo

La chaîne

Trottinette

………………………………………

………………………….....................

Trottinette

La courroie crantée

Skateboard

………………………………………

………………………….....................

Skateboard

Planche - trucks

Modèle réduit

………………………………………

………………………….....................

Modèle réduit

La vis sans fin

Poussette

………………………………………

………………………….....................

Poussette

Châssis

7) Quel é lé ment ré ceptionne le mouvement ?


Vélo

………………………………………

………………………….....................

Vélo

Pignon

Trottinette

………………………………………

………………………….....................

Trottinette

Couronne crantée

Skateboard

………………………………………

………………………….....................

Skateboard

Modèle réduit

………………………………………

………………………….....................

Modèle réduit

Roue dentée

Poussette

………………………………………

………………………….....................

Poussette

Roue

45


La trottinette

Actionner la manette

Pour libérer l’énergie électrique

Et la transporter

En vue de la transformer en énergie mécanique

Qui va entraîner la courroie crantée

Qui va entraîner la couronne crantée

Qui va entraîner la roue arrière


Le vélo

Appuyer sur les pédales

Pour entraîner la manivelle

Qui va entraîner le plateau

Qui va entraîner la chaîne

Qui va entraîner le pignon

Qui va entraîner la roue arrière

46

47


Le skateboard

48


Modèle réduit

Appuyer sur l’interrupteur

Pour fournir l’énergie

et la transporter

En vue de la transformer en

énergie mécanique

Qui va entraîner la vis sans fin

Qui va entraîner la roue dentée

Qui va entraîner l’axe

Qui va entraîner les roues

arrières

49


Poussette

50


Homme

Source

initiale

d’énergie

Transformation

en énergie mecanique

Transmission

de l’énergie

Réception de l’énergie

MOUVEMENT

Trottinette

Manette Batterie Moteur Courroie crantée

Couronne crantée

Rotation de

la roue arrière

Vélo

Pédale Muscles Pédalier Chaîne Pignon

Rotation de

la roue arrière

Skateboard

Plateau Muscles Planche - trucks

Rotation des roues

Modèle réduit

Interrupteur Piles Moteur Vis sans fin Roue dentée

Rotation des

roues arrières

Poussette

Poignées Muscles Châssis Rotation des roues

Dans le bloc fonctionnel GENERER LE MOUVEMENT , on trouve des éléments qui : - fournissent l’énergie initiale, - la transforment en énergie mécanique, - transmettent cette énergie, - qui reçoivent l’énergie,

qui provoquent le déplacement.

51

MAQUETTE « CONDUCTIBILITE ELECTRIQUE »

52

MODE OPERATOIRE

Matériau

Voyant lumineux

Echantillons de matériaux

Placer un échantillon entre les 2 bornes

Observer si le voyant est allumé ou non


Renouveler l’opération avec tous les échantillons de matériaux

Compléter le tableau au fur et à mesure

CONCLUSIONS :

CONDUCTIBILITE ELECTRIQUE: Faculté d’un matériau à conduire (transporter) le courant électrique.

Certains matériaux conduisent, transportent facilement le courant électrique, ce sont des CONDUCTEURS; d’autres ne conduisent pas le courant électrique, ce sont des ISOLANTS électriques.

53

LE CIRCUIT ELECTRIQUE DU MODELE REDUIT

Inventaire des différents éléments du circuit

TRACES ECRITES Il se compose de :

- deux piles LR6 2x1.5volts = 3 volts qui fournissent l’énergie nécessaire au circuit. Ce sont de générateurs de courant électrique

- des fils conducteurs ( câbles électriques) noirs et rouges qui transportent (conduisent) le courant électrique dans le circuit. Ce sont des conducteurs

- un interrupteur qui laisse passer ou stoppe (interrompt) le courant électrique

- Un moteur qui reçoit de l’énergie

électrique (initiale ) et la transforme en énergie mécanique. le moteur est un récepteur.

ACTIVITES Démonter des piles 3R12 et LF22 pour montrer aux élèves que ce sont toujours des éléments de 1.5 volts

Essais de conductibilité avec la maquette didactique (conducteurs isolants)

Comparaison avec les interrupteurs de la salle

Extension à d’autres appareils qui transforme l’électricité en lumière, en chaleur, en froid …

54


SYMBOLISATION

Comme pour de nombreux exemples de la vie quotidienne (étiquettes de produits, code de la route, etc ….) qui ont leurs pictogrammes, les composants électriques et électroniques ont leurs symboles qui leurs permettent d ’être décodés donc compris à travers le monde.

PILE

FIL CONDUCTEUR

FIL CONDUCTEUR

INTERRUPTEUR

MOTEUR

55


DECOMPOSITION EN BLOCS FONCTIONNELS

ALIMENTER CONDUIRE OUVRIR FERMER TRANSFORMER

Fournir l’énergie

au circuit Transporter le courant

Ouvrir et fermer le

circuit

Transformer l’énergie initiale

en énergie mécanique

56


ASSEMBLAGE DES COMPOSANTS

1) Le soudage (brasage) des composants : sa fonction est de relier les différents composants entre eux et de permettre au courant électrique de circuler dans le circuit

2) Le matériel nécessaire : - un fer à souder - un support de fer à souder - une éponge humide - du fil d’étain - une pince coupante - une pince à dénuder

3) Les techniques utilisées :

- découper - dénuder - étamer - braser - tester

4) Essais de brasage

57


OPERATIONS DE FABRICATION

Vérifier la présence, sur le poste de travail du matériel nécessaire :

- un fer à souder sur son support - une troisième main - une éponge humide - un fil d’étain - une pince coupante - une pince à dénuder

Opérations à réaliser

- DENUDER les deux extrémités du fil rouge - ETAMER toutes les parties à braser - BRASER les composants pour former un circuit comme ci-dessous

ATTENTION : la patte repérée du moteur est reliée au - , donc au fil noir

58


Activité informatique

Après avoir lancé le logiciel edrawing : - tu extrais l’ensemble des éléments du guidage - tu indiques leurs noms - tu imprimes le document - tu le colles dans ton cahier

59

Observation et questionnement. GUIDER

1) Pourquoi l’ utilisateur a-t-il besoin de changer de direction ?

................................ ................................ ................................ ................................ ................................ .......................

................................ ................................ ................................ ................................ ................................ .......................

2) Pour changer de direction, sur quel é lé ment l’ utilisateur agit-il ?


Vélo

………………………………………

………………………….....................

Vélo

Guidon

Trottinette

………………………………………

………………………….....................

Trottinette

Guidon

Skateboard

………………………………………

………………………….....................

Skateboard

Planche

Modèle réduit

………………………………………

………………………….....................

Modèle réduit

Volant

Poussette

………………………………………

………………………….....................

Poussette

Poignées

3) Quels é lé ments fait-on bouger par cette action ?


Vélo

………………………………………

………………………….....................

Vélo

Fourche et roue

Trottinette

………………………………………

………………………….....................

Trottinette

Potence, fourche et roue

Skateboard

………………………………………

………………………….....................

Skateboard

noix du truck

Modèle réduit

………………………………………

………………………….....................

Modèle réduit

Colonne de direction, demi fourche et roue

Poussette

………………………………………

………………………….....................

Poussette

Châssis et roues

60

4) Quels sont les é lé ments qui ne bougent pas (fixes)?


Vélo

………………………………………

………………………….....................

Vélo

Cadre (partie avant)

Trottinette

………………………………………

………………………….....................

Trottinette

Châssis (partie avant)

Skateboard

………………………………………

………………………….....................

Skateboard

Embase

Modèle réduit

………………………………………

………………………….....................

Modèle réduit

Console de direction

Poussette

………………………………………

………………………….....................

Poussette

Châssis

Dessine la partie guidage de l’objet simplifié et repère les éléments. Vélo Trottinette Skateboard

61

GUIDER

La trottinette

Tourner le guidon

Pour entraîner la potence

Qui va entraîner la fourche

Pour diriger la roue

62

GUIDER

Le vélo

Tourner le guidon

Pour entraîner la potence

Qui va entraîner la fourche


63

GUIDER

Le Skateboard

64

GUIDER

Le modèle réduit

Tourner le volant

Pour entraîner la colonne de direction

Qui va entraîner la demi fourche


65

GUIDER

La poussette

66

GUIDER

Parties fixes

Homme Parties

mobiles

VEHCULE GUIDE

Trottinette

Potence,

Châssis

Guidon

fourche et roue

Pivotement de la roue avant

Vélo

Potence,

Cadre

Guidon

fourche et roue

Pivotement de la roue avant

Skateboard Embase

planche noix Pivotement des

noix

67

Parties fixes

Homme Parties

mobiles

VEHCULE GUIDE

Modèle réduit

volant

Colonne de direction,

demi fourche, roue

Console de direction

Pivotement de la

roue avant

Poussette

Châssis

Poignées Pivotement des

roues avant

Dans le bloc fonctionnel GUIDER , on trouve : - une partie fixe solidaire du bloc sustenter-supporter (cadre, châssis…), - une partie mobile qui permet le changement de direction en réduisant les frottements (câble…),

68

MAQUETTE «DURETE »

69

MODE OPERATOIRE

POINTEAU

ECHANTILLON Placer l’échantillon sous le tube

Relever le pointeau au maximum

Lâcher le pointeau

Recommencer avec un autre matériau

Comparer les empreintes


CONCLUSIONS :

DURETE: Faculté d’un matériau à se laisser rayer, pénétrer par un autre matériau. Les matériaux se laissent plus ou moins facilement rayer, pénétrer par d’autres matériaux.

70

MAQUETTE « MASSE VOLUMIQUE »

71

MODE OPERATOIRE

Poser un échantillon de matériau sur la balance

Relever la mesure affichée au cadran


Renouveler l’opération avec les autres échantillons

Compléter le tableau au fur et à mesure

CONCLUSIONS :

MASSE VOLUMIQUE: Masse d’un matériau par rapport à son volume.

Pour un même volume, les matériaux ont des masses différentes.

72

CONSOLE DE DIRECTION

VERSION CISAILLEE ET THERMOPLIEE :

VERSION CFAO ET THERMOPLIEE :

Remarque : Lors de la fabrication de la console, nous insisterons plus particulièrement sur la thermoplasticité

CONCLUSIONS :

THERMOPLASTICITE: Capacité d’un matériau à se déformer sous l’effet de la chaleur et d’une action mécanique combinées.

Certains matériaux se déforment plus ou moins facilement sous l’effet de la chaleur qui provoque, après refroidissement, une déformation permanente.

73

140

13

2

12

1

97

62 50

34 1

9

8

4 x 4,5 4 x 5 à 45°

pli à 145°

pli à 105°

pli à 145°

pli à 155°

40


74

14

0

13

2

12

1

97

62

50

34 1

9

8

4 x 4,5

pli à 145°

pli à 105°

pli à 145°

pli à 155°

40


75

DEMI- FOURCHE DE ROUE AVANT

VERSION CISAILLEE ET THERMOPLIEE:

76

62 56

25,

5

6

15

4

Pli à 90°

4,5


77

62 56

25,

5

6

15

4

Pli à 90°

4,5


78

GUIDER

Activité informatique

Après avoir lancé le logiciel edrawing : - tu extrais l’ensemble des éléments du guidage - tu indiques leurs noms - tu imprimes le document - tu le colles dans ton cahier

79

RALENTIR S’ARRETER Observation et questionnement.

1) Quand l’ utilisateur a-t-il besoin de ralentir ou de s’ arrê ter ?

................................ ................................ ................................ ................................ ................................ .......................

................................ ................................ ................................ ................................ ................................ .......................

2) Sur quel é lé ment agit-il ?


Vélo

………………………………………

………………………….....................

Vélo

Poignée de frein

Trottinette

………………………………………

………………………….....................

Trottinette

Poignée de frein

Skateboard

………………………………………

………………………….....................

Skateboard

Planche

Modèle réduit

………………………………………

………………………….....................

Modèle réduit

Poussette

………………………………………

………………………….....................

Poussette

Levier de blocage

3) Quels sont les é lé ments qui bougent ?


Vélo

………………………………………

………………………….....................

Vélo

Câble, étrier de frein et patin

Trottinette

………………………………………

………………………….....................

Trottinette

Câble, levier et bande

Skateboard

………………………………………

………………………….....................

Skateboard

Skate

Modèle réduit

………………………………………

………………………….....................

Modèle réduit

Poussette

………………………………………

………………………….....................

Poussette

Levier de blocage

80

4) Quels sont les é lé ments qui entrent en contact ?


Vélo

………………………………………

………………………….....................

Vélo

Le patin et la jante

Trottinette

………………………………………

………………………….....................

Trottinette

Le tambour et la bande

Skateboard

………………………………………

………………………….....................

Skateboard

La planche sur le sol

Modèle réduit

………………………………………

………………………….....................

Modèle réduit

Poussette

………………………………………

………………………….....................

Poussette

Levier de blocage et roue

5) Que se passe-t-il lorsqu’ on arrê te l’ action ? Pourquoi ?

................................ ................................ ................................ ................................ ................................ .......................

................................ ................................ ................................ ................................ ................................ .......................

Correction : les éléments reprennent leur position initiale sous l’effet des ressorts.

Colorie en rouge les éléments qui permettent de« Ralentir et s'arrêter»

Ql

82

RALENTIR S’ARRETER

La trottinette

Actionner la manette de frein

Pour entraîner le câble

Pour faire pivoter le levier

Pour serrer la bande

Pour ralentir le tambour

Donc ralentir la roue arrière

83


Le vélo

Actionner la manette de frein

Pour entraîner le câble

Pour faire pivoter les étriers

Pour serrer les patins

Pour ralentir la jante

Donc ralentir la roue

84


Le skateboard

Incliner la planche

85


Homme

Eléments mobiles

Transmission

de la

commande

Frottement de

matériaux différents

RALENTISSEMENT

ARRET

Trottinette

Poignée de frein

Cable Levier Bande

Cable+gaine

Bande sur tambour

Ralentissement de la rotation de la roue arrière

Vélo

Poignée de frein

Cable Etrier de frein Patin

Cable+gaine Patin sur jante

Ralentissement de la rotation de

la roue

Skateboard

Planche Planche sur sol la rotation des

roues

Modèle réduit

Poussette

Levier de blocage

Levier et roue Immobilisation

de la roue

Dans le bloc fonctionnel RALENTIR S’ARRETER , on trouve des éléments : - sur lesquels agit l’utilisateur (manette de frein…), - qui transmettent la commande (câble…), - qui réagissent en provoquant le frottement (patin…).

86

MAQUETTE «ADHERENCE »

87

0

MODE OPERATOIRE

90 80

70

60

50

40

30

20

10

Masse

Matériau Plan incliné

Placer un matériau sur le plan incliné

Poser la masse sur le plan incliné

Soulever lentement le plan incliné jusqu’au glissement de la masse

Relever la valeur de l’angle


Recommencer avec une autre face de la masse

Changer le matériau posé sur le plan incliné

Recommencer les tests

CONCLUSIONS :

ADHERENCE: Faculté d’un matériau à présenter une force de frottement qui s’oppose au glissement.

Les matériaux glissent plus ou moins facilement les uns contre les autres.

Remarque : Après cette étude nous traiterons le recyclage CONCLUSIONS :

RECYCLAGE: Capacité d’un matériau à être réutilisé pour la création d’autres objets techniques, donc pour assurer d’autres fonctions. Certains matériaux se laissent plus ou moins facilement transformer

( pour être valorisés donc réutilisés) ou détruire

88

2

1

10

11

15 18 13 14 18 12 16

89

LE MODELE REDUIT

Recherche du montage des fonctions é nergie et motorisation

6ème

Matériel :

- Une maquette « énergie / motorisation » du modèle réduit (ensemble monté). - Une maquette « énergie / motorisation » du modèle réduit en pièces détachées. - Le présent document.

Documents ressources :

- Le classeur

Consignes : En utilisant la photo ci-dessous et le matériel mis à votre disposition, expliquer comment réaliser le montage des fonctions énergie et motorisation du modèle réduit.

1. Réaliser le montage des fonctions « énergie et motorisation » du modèle réduit.

2. Expliquer simplement le montage de ces fonctions (sur une feuille de classeur).

Interrupteur Moteur Support moteur

Fils de câblage

Coupleur de piles

90

LE MODELE REDUIT

Recherche du montage de la fonction transmission

6ème

Matériel :

- Une maquette de la transmission du modèle réduit (ensemble monté). - Une maquette de la transmission du modèle réduit en pièces détachées. - Le présent document.

Document ressource :

- Le classeur Consignes :

En utilisant la photo ci-dessous et le matériel mis à votre disposition :

1. Réaliser le montage de la transmission de la maquette. 2. Expliquer simplement le montage de la transmission (sur une feuille de

classeur).

Ne pas oublier de passer la courroie !!!

Châssis Axe

Ecrou Rondelle

Ecrou borgne

Roue Ecrou Poulie Courroie Rivet

91

6ème

LE MODELE REDUIT

Notice de montage de la transmission

Page 1/2

Phase

Opération

Représentation

1

Placer un écrou sur l’axe à + ou – 4 cm de l’extrémité.

2

Mettre en place la roue, puis un écrou borgne.

3

Bloquer la roue par un serrage des écrous . (2 clés plates N°7)

4

Installer les 2 rivets sur le châssis.

5

Insérer l’axe dans le châssis. Placer sur l’axe et dans l’ordre :

1. 1 écrou 2. 1 rondelle 3. la poulie 4. 1 rondelle 5. 1 écrou 6. la courroie

92

6

Visser un écrou sur l’axe, installer la roue et visser l’écrou borgne.

7

Bloquer la roue par un serrage des 2 écrous . (2 clés plates N°7)

8

Positionner la gorge de la poulie à 4cm du bord du châssis.

9

Bloquer la poulie par un serrage des écrous . (2 clés plates N°7)

10

Le montage est terminé.

Vérifier la rotation des roues. Appeler le professeur.

93

Ecrou borgne

Châssis

Axe Ecrou

Rondelle

Roue Ecrou

Poulie Courroie Rivet

94

6ème

LE MODELE REDUIT

Notice de montage de la motorisation

Page 1/2

Phase

Opération

Représentation

1

Retirer l’écrou et la rondelle de l’interrupteur. Le mettre dans le perçage. Replacer la rondelle et l’écrou et serrer.

2

Monter le support moteur à l’aide d’une vis de 8mm de long. Bloquer.

3

Installer le moteur dans son support. Mettre en place la courroie. Aligner la poulie moteur avec la poulie de l’arbre en déplaçant le moteur dans son support.

95

4

Installer le coupleur de pile en le collant sur le châssis. Utiliser un adhésif double face.

Le coté des fils du coupleur vers l’avant du châssis.

5

Réaliser le câblage du circuit électrique.

Respecter la place des fils sur les bornes du moteur et de l’interrupteur. Le fil bleu sur la borne du moteur repérée par un point rouge. Installer les piles

6

Le montage de la fonction « Energie et motorisation » est terminé.

96

Vérifier le fonctionnement. Appeler le professeur.

Remarque : Modification du circuit :

Retirer les piles.

Débrancher les fis du moteur et les inverser. Installer les piles et essayer le montage.

Fil noir sur la borne repérée par un point rouge.

Le fil bleu sur l’autre borne du moteur.

Que constatez-vous ?

97

6ème LE MODELE REDUIT

Notice de montage de la direction

Page 1/1

Phase

Opération

Représentation

1

Assembler par collage la barre de direction sur la fourche.

L’extrémité de la barre de direction ne doit pas dépasser.

Extrémité de la barre à ras de la fourche

2

Installer la roue sur la fourche. Serrer modérément l’écrou sur la vis.

3

Monter la console de direction sur le châssis. 2 vis de 8mm + 2 écrous Bloquer à l’aide de 2 clés plates N°7.

4

Plier légèrement la console et insérer l’ensemble colonne/fourche.

5

Monter le volant. Assembler par collage.

Vérifier le fonctionnement. Appeler le professeur.

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