Sujet
Structures et mécanismes : Les poulies et les engrenagesDescription
Ces activités permettent à l’élève de comprendre et d’explorer des systèmes d’engrenages qui changent la direction du mouvement et qui fonctionnent sur un plan ou sur deux plans.
Durée de travail estimée
3 h (durée : 2 semaines)Prérequis
Avoir complété les activités en lien avec Les poulies, Les poulies de levage et Les engrenages.
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 des principes de base et des fonctions de diverses machines et de leurs mécanismes.
Contenu(s) d’apprentissage
A1.2 utiliser une démarche expérimentale et les habiletés connexes pour effectuer des expériences.
D2.1 nommer des machines couramment utilisées et décrire leurs fonctions.
D2.2 nommer les pièces de divers mécanismes et décrire le rôle de chacune.
D2.3 décrire les mécanismes permettant de transmettre divers types de mouvement, y compris le mouvement de rotation, d’une pièce mécanique à une autre.
D2.4 décrire les mécanismes permettant de transformer divers types de mouvement, y compris les façons dont ils peuvent changer le plan géométrique dans lequel le mouvement se produit, ainsi que la vitesse et la direction du mouvement.
D2.5 expliquer les façons de modifier la force dans une variété de machines.
Déroulement et directives
Mise en situation :
1- Entame ces activités en faisant la lecture de la bande dessinée en fichier joint Petites dents pointues…
Réponds ensuite aux questions suivantes :
– Quelle est l’utilité de la motoneige?
– Quels mécanismes trouve-t-on dans une motoneige?
2- Vérifie maintenant tes connaissances sur les engrenages multiplicateurs et démultiplicateurs à l’aide du fichier joint Connais-tu les engrenages?.
Les réponses se trouvent à la fin de cette section.
Exploration :
3- Savais-tu que de nombreux objets et mécanismes comportent des engrenages et des poulies? Il est toutefois difficile d’apercevoir ces mécanismes d’engrenages! Complète l’activité en fichier joint Où sont les poulies et les engrenages? pour identifier les machines ou objets qui sont munis de poulies ou d’engrenages.
Lorsque tu as complété l’activité et répondu aux questions, consulte le fichier joint Où sont les poulies et les engrenages? – Corrigé afin de t’autocorriger.
4- Examine bien ces animations…
Que remarques-tu?
As-tu constaté qu’il y a des engrenages qui fonctionnent bien différemment de ceux que tu as appris jusqu’à présent?
5- Effectue la lecture du document Ça bouge! pour découvrir des engrenages qui ne fonctionnent pas de façon linéaire comme les engrenages dont tu as fait l’apprentissage lors d’activités précédentes.
6- C’est le temps d’expérimenter! Prends connaissance du fichier joint Rotatif ou linéaire?. Procure-toi le matériel nécessaire et complète l’activité sur le fonctionnement d’un engrenage appelé Engrenage pignon et crémaillère.
7- Certains systèmes d’engrenages fonctionnent sur un plan tandis que d’autres fonctionnent sur deux plans. Lis le texte en fichier joint Des dents en mouvement pour mieux comprendre cette notion.
Tu as pu constater que les roues dentées des engrenages fonctionnant sur un plan sont parallèles, tandis que celles des engrenages fonctionnant sur deux plans sont perpendiculaires.
Effectue l’activité en fichier joint Les engrenages de tous les jours afin d’examiner le fonctionnement d’objets usuels comportant des engrenages. Complète la dernière colonne du tableau présenté dans ce document. Fournis ensuite deux autres exemples d’objets fonctionnant avec des engrenages.
Lorsque tu as complété, autocorrige-toi à l’aide du fichier joint Les engrenages de tous les jours – Corrigé.
Bravo pour tous tes efforts! Il ne te reste plus qu’à garder l’œil ouvert afin de reconnaître ces engrenages dans ton quotidien.
Réponses de l’activité 2 :
1- Système démultiplicateur
2- Système multiplicateur
3- Diminue la vitesse
4- Augmente la vitesse
5- Augmente la force
6- Diminue la force
Activité(s) d’apprentissage
1- Compléter la lecture d’une bande dessinée portant sur Armand Bombardier.
2- Effectuer l’activité pour vérifier les connaissances sur les engrenages multiplicateurs et démultiplicateurs.
3- Effectuer l’activité d’identification des machines ou objets qui sont munis de poulies ou d’engrenages.
4- Analyser des engrenages autres que des engrenages linéaires.
5- Compléter la lecture d’un texte portant sur des engrenages fonctionnant dans un plan ou sur deux plans.
6- Expérimenter pour mieux comprendre l’engrenage pignon et crémaillère.
7- Compléter l’activité portant sur le fonctionnement des objets de son quotidien.
Matériel
- Une canette vide
- 15 pailles
- Une feuille de carton
- Un bâtonnet de bois
- De la pâte à modeler
- De la colle blanche
- Du ruban adhésif
- Des ciseaux
- Une règle
- Un crayon