Idées d’apprentissage actif
La modélisation cinématique et dynamique permet de prédire le mouvement des systèmes mécaniques et les efforts nécessaires pour les mouvoir. En Terminale, les élèves utilisent les outils de la mécanique du solide pour établir des modèles de comportement. Ils apprennent à définir des liaisons, à paramétrer des mouvements et à appliquer le principe fondamental de la dynamique (PFD).
Activité 01
À partir d'un mécanisme réel, les élèves utilisent un logiciel de CAO pour identifier les classes d'équivalence et les liaisons. Ils doivent ensuite produire le schéma cinématique normalisé correspondant.
Comment modéliser les liaisons mécaniques d'un mécanisme ?
Activité 02
Les élèves calculent individuellement le couple nécessaire pour soulever une charge. Ils comparent leurs méthodes de résolution (statique vs dynamique) avec un partenaire avant de valider le choix du moteur dans un catalogue constructeur.
Quelles sont les actions mécaniques en jeu lors du mouvement ?
Activité 03
En utilisant un simulateur multiphysique, les élèves modifient la masse et la répartition des formes d'un bras robotisé. Ils observent l'impact direct sur les courbes d'accélération et le courant consommé par les moteurs.
Comment dimensionner un moteur pour une charge donnée ?
Modèles
Utilisez, modifiez, imprimez ou partagez.
Quelques notes pour enseigner cette unité
Attention à ces idées reçues
Confondre la vitesse angulaire et la vitesse linéaire.
Cette erreur est fréquente dans les systèmes de transformation de mouvement (pignon-crémaillère). L'utilisation de modèles géométriques simples et de manipulations physiques aide à visualiser le lien entre rotation et translation.
Oublier les forces d'inertie dans les phases d'accélération.
Les élèves limitent souvent leur analyse à la statique. Faire comparer les efforts à vitesse constante et lors d'un démarrage brusque permet de souligner l'importance du terme 'ma' dans le PFD.
Méthodes utilisées dans ce dossier
Modélisation énergétique
Analyser les chaînes de puissance et modéliser les conversions d'énergie. Évaluer le rendement global d'un système.
8 methodologies
Simulation et validation des modèles
Paramétrer un modèle numérique et lancer des simulations. Comparer les résultats simulés avec les données expérimentales pour valider le modèle.
8 methodologies