Espace dédié aux cours, travaux dirigés et activités pratiques des élèves Terminale S.SI

Année scolaire 2017-2018

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Projet Interdisciplinaire SI

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Olympiades des Sciences de l'ingénieur

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Boite à outils

item13

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Séquence "Ai je tout oublié?"
Révisions de l'année de première, ... et deux "trucs" en plus!
  1. Energie et puissance (devoir de l'an dernier);
  2. Electrocinétique (devoir de l'an dernier)
  3. Définition des signaux électriques
    Un petit exemple histoire de comprendre ce que l'on fait..
  4. Activité "Flash" Sound Station
  5. Activité "Flash" Enceinte Bluetooth
  6. AP ApneaSafe




  7. Modélisation des systèmes avec un nouvel outils ... "SysMl"


Sequence "Verifier les performances cinematiques"
Question sociétale Pourquoi personne ne s'évanouit dans les manèges?


Suivez ce lien et remarquez la valeur en G à laquelle le futur pilote s'évanouit..y a encore du boulot!!
Objectif Montrer que l'accélération subie par les passagers ne dépasse pas 6G?
Compétences B2 - Proposer et justifier un modèle
  • associer un modèle à un système ou à un comportement
  • préciser ou justifier les limites de validité du modèle envisagé
Cours pré-requis
Travaux Dirigés
Activités
Activité 1 - Prévoir les performances cinématiques :
Avant de vous lancer tête baissée dans l'activité, je vous invite à visionner les deux vidéos suivantes.

Un club amateur de modélisme vous demande de prédire les performances de la voiture Tamiya en fonction de différentes configurations.

Activité 2 - SolidWorks : Retour au manège "Maxximum"

A travers cette activité, vous allez utiliser la représentation schématique de SolidWorks couplée à l'analyse de mouvement afin de déterminer la vitesse maximale du bras pour éviter l'évanouissement des personnes présentes dans la nacelle.



Activité 3 - Caractérisation des écarts cinématiques"

Avant de débuter l'une des deux sous-activités proposées il est vivement conseillé de prendre connaissance des vidéos ci-après vous permettant de prendre en main le logiciel Tracker (logiciel d'analyse cinématique ... entre autres!) et d'assimiler le concept de modèle (qu'il soit mathématique, multiphysique ou volumique).

Les ressources nécessaires à la reproduction des tutoriels sont disponibles ci-après :


Passons à présent aux deux sous-activités proposées. Elles s'articulent autour de deux systèmes :

  • La lyre de spectacle
  • La barrière Sympact

Les élèves forment des groupes de trois répartis en îlot et choississent une seule des deux sous-activités suivantes.

Sous-activité 3.1 :

Lyre de spectacle - Caractériser les écarts entre le modèle SolidWorks et le système réel

Le modèle SolidWorks est disponible ici





Sous-activité 3.2 :

Barrière Sympact - Caractériser les écarts entre le modèle SolidWorks et le système réel

Le modèle SolidWorks est disponible ici

Activité de ré-investissement Histoire de se motiver : Porsche 991 Turbo S contre hélicoptère


A partir de la vidéo suivante : 0-333 km/h Porsche 991

  • Déterminer l'accélération moyenne de 0 à 100km/h, de 100 à 200km/h, de 200 à 250km/h et enfin de 250 à 300km/h

  • Estimer par le calcul les vitesses atteintes à chacun des seuils ainsi que la distance parcourue.

Pour aller plus loin..
Pour agrémenter...


Séquence "Communiquer en réseau TCP / IP"
Question sociétale Comment puis je consulter le web ou relever mes mails depuis un ordinateur ?
Objectif L'objectif de cette séquence est de fournir aux élèves de terminales Scientifiques le vocabulaire et les concepts nécessaires à compréhension du fonctionnement d'un réseau I.P. Les activités avec le logiciel Cisco Packet Tracer leur permettront de mettre en oeuvre des communications au sein d'un réseau local LAN ainsi qu'au travers des routeurs.
Compétences/Connaissances/Capacités
Cours pré-requis
Travaux Dirigés
Activités
Cours "Architecture / structure des réseaux TCP / IP"





Cours "Adressage IP et masque de sous réseaux"




Cours "Modèles OSI et TCP/IP - Analyse de trame Ethernet"
Cours non abouti ...
Travail dirigé : communiquerEnReseauTcp Ip-TD1



Travail dirigé : Télésurveillance – Réseau de Tolleybus

Travail dirigé : Voies de communication - calculs de débits

Activité : faire communiquer des machines entre réseaux TCP / IP



Séquence "Comment se comportent les grandeurs effort/flux en dynamique?"
Question sociétale Comment dimensionner le moteur d'une trappe de cave?

Modélisation en représentation schématique SolidWorks
Objectif
  • Appliquer le principe fondamental de la dynamique (PFD) en vue de déterminer les grandeurs "couple", "force", "vitesse" d'un système dans les régimes transitoires;
  • Utiliser modeleur volumique en modèle de représentation schématique pour déterminer les grandeurs "couple", "force", "vitesse" sur des systèmes complexes;
  • Utiliser un modèle multi-physique pour évaluer l'évolution de des grandeurs effort/flux électrique (tension, courant) liées aux grandeurs effort/flux du domaine mécanique.
Compétences B3 - Résoudre et analyser
  • Etablir de façon analytique les expresssions d'efforts (force, couple) et de flux (vitesse, fréquence de rotation);
  • Traduire de façon analytique le comportement d'un système.
Cours pré-requis
Travaux Dirigés
Activités

Cette partie fait l'objet d'un cours manuscrit. Les contenus suivants sont abordés dans cette séquence :

  • Principe fondamental de la dynamique (PFD) :
    • Théorème de la résultante dynamique
    • Théorème du moment dynamique
  • Modélisation des actions de contact (Adhérence et frottement) - Loi de Coulomb
  • Matrices d'inertie et théorème de Huygens

Ressources pour le cours

Formulaire des matrices d'inertie

un peu plus complet ici






Pour agrémenter le cours :

Application du théorème de la résulante dynamique appliqué à une masse en translation :

Application du théorème du moment dynamique appliqué à un cylindre en rotation :

Application du théorème du moment dynamique appliqué à une barrière levante :

TD1 - Principe fondamental de la dynamique (PFD)

Modèles OpenModelica TD1

TD2 - Principe fondamental de la dynamique (PFD) - Cas simples

Modèles OpenModelica TD2

TD3 - Lancement de la voiture Tesla - Fusée Falcon Heavy (PFD)




TD4 - Principe fondamental de la dynamique (PFD)

Activité 1 :

La présente activité a pour finalité de vous familiariser avec les relations pouvant exister entre les grandeurs efforts-flux des domaines mécanique et électrique.

Activité 2 :

La présente activité a pour finalité de faire investiguer les élèves autour d'un mécanisme bielle manivelle d'une trappe de cave afin de déterminer si la pose d'un ressort est opportun quant au choix du moteur et de l'énergie consommée.

Activité de ré-investissement ...
Pour aller plus loin.. ...
Notes perso ...


Séquence "Comment dimensionner les matériaux tout en assurant la sécurité des personnes et des biens?"
Question sociétale Comment éviter que les pneus de nos véhicules ne subissent le même sort?

Comment dimensionner les matériaux pour absorber suffisament d'énergie lors d'un choc?
Objectif
  • Appréhender les concepts dimensionnant des composants quelques soient les matériaux mis en oeuvre ;
  • Utiliser les modeleurs volumiques pour choisir une géométrie ou forme satisfaisant aux critères de sécurité.
Compétences A2 - Analyser le système
  • Identifier les matériaux des constituants et leurs propriétés en relation avec les fonctions contraintes
    • Analyser les sollicitations dans les composants
    • Analyser les déformations des composants
    • Analyser les contraintes mécaniques dans un composant
Cours pré-requis
Travaux Dirigés
Activités
Dimensionner les matériaux
Activité 1 :
Scooter Electrique - Résistance des matériaux

La présente activité a pour finalité la vérification des contraintes mécaniques dans la roue du scooter après modification des caractéristiques d'alimentation électrique.

Activité de ré-investissement ...
Pour aller plus loin.. ...
Notes perso ...


Sequence "Comment asservir ou réguler les grandeurs physiques"
Question sociétale Comment fonctionne le régulateur de vitesse des automobiles ?
Objectif Comprendre le fonctionnement des systèmes régulés (ou asservis) et différencier un système asservi d'un système non asservi.
Compétences A2 - Analyser le système
  • Décrire les liaisons entre les blocs fonctionnels;
  • Identifier l'organisation structurelle.
A3 - Caractériser les écarts
  • Comparer les résultats simulés avec les exigences du cahier des charges et interpréter les résultats.
B2 - Proposer ou justifier un modèle
  • Associer un modèle à un système ou à son comportement ;
  • Préciser ou justifier les limites de validité du modèle envisagé.
B3 - Résoudre et simuler
  • Choisir et mettre en oeuvre une méthode de résolution ;
  • Simuler tout ou partie d'un système à partir d'un modèle fourni.
Cours pré-requis
Travaux Dirigés
Activités

Cours régulation et asservissement

Pour agrémenter le cours :

Régulation de vitesse d'une voiture- Vi LabView


Régulation de vitesse d'une voiture - Modèle OpenModelica

Rien
Activité 1 : Régulation de vitesse du palan de spectacle

La présente activité a pour finalité de vous familiariser avec la structure PID très utilisée en régulation ou asservissement.

Lors de l'activité on vous demande de réaliser la régulation de vitesse de la charge du palan de spectacle.

Activité de ré-investissement ...
Pour aller plus loin.. ...
Notes perso ...