S'entraîner
Technologie • Modélisation et simulation
34
sci3_1907_13_00C
Polynésie française • Juillet 2019
Test d'abrasion de gants de moto
Intérêt du sujet • Ce sujet permet de travailler sur les notions de capteur et de signal à partir des résultats attendus à une expérience, pour ensuite améliorer le système.
Ph© Studio Milagro / DPPI / Afp
Dans le sport mécanique, il existe une discipline qui regroupe les meilleurs pilotes moto sur une vingtaine de circuits à travers le monde : la « moto GP ». Les machines utilisées peuvent dépasser les 300 km/h !
Les pilotes professionnels sont munis d'un casque et de diverses protections (combinaison, gants, bottes…). Ces équipements doivent respecter une normalisation très stricte.
document 1Extrait de tableau concernant la norme EN13594 pour les gants
* Le gant doit protéger la main si, en cas de chute, elle frotte sur la chaussée. Le test d'abrasion permet de mesurer la durée durant laquelle le gant protège la main.
▶ 1. Des tests d'abrasion pour 4 modèles de gants ont donné les résultats suivants.
Gants 1 : 9,2 s
Gants 2 : 7 s
Gants 3 : 8 s
Gants 4 : 5,3 s
Pour un usage en compétition, quels sont les gants que les pilotes peuvent utiliser ? Justifier votre réponse. (5 points)
document 2
La machine qui réalise les tests d'abrasion est schématisée ci-dessous.
Un échantillon de matériau qui compose le gant est testé. Cet échantillon frotte sur un tapis en mouvement. La surface de ce tapis est abrasive. Le test consiste à chronométrer la durée nécessaire pour perforer l'échantillon de gant.
Lorsque le moteur d'entraînement du tapis démarre, il faut attendre 5 secondes pour qu'il atteigne la vitesse nécessaire au test.
Le bras support est alors libéré et l'échantillon est mis en contact avec le tapis.
Le fil 1 est détruit dès qu'il entre en contact avec le tapis abrasif. Le chronomètre est alors déclenché.
Dès que l'échantillon de gant est perforé, le fil 2 est détruit à son tour ce qui stoppe le chronomètre.
▶ 2. Compléter l'algorigramme ci-dessous. (8 points)
document 3
Le fabricant constate que 5 secondes sont parfois insuffisantes pour que le tapis atteigne la bonne vitesse.
Il souhaite installer un capteur pour améliorer cette machine.
Les caractéristiques du capteur sont indiquées ci-dessous.
Le moteur doit atteindre une vitesse de 3 000 tr/min pour que le test soit valide.
▶ 3. a) Quelle est la fonction de ce capteur ? Que mesure-t-il ? (3 points)
b) Quelle tension faut-il atteindre pour que le bras soit libéré ? (2 points)
c) Ce capteur est du type « analogique », qu'est-ce que cela signifie ? (2 points)
▶ 4. Un programme est ébauché ci-dessous.
Replacer dans les bulles le numéro de l'élément de programme à sa juste place. (5 points)
Les clés du sujet
Question 1
Comprendre le document 1
Le document 1 est un extrait de la norme concernant les gants pour pilotes de deux-roues motorisés.
Répondre à la question
Recherche l'information sur les temps d'abrasion dans le tableau.
Question 2
Comprendre le document 2
Il schématise la machine qui teste les gants. Il est accompagné d'une description expliquant son fonctionnement.
Répondre à la question
Commence par repérer, dans le texte du document, les étapes déjà complétées sur l'algorigramme, en les surlignant avec de couleurs différentes par exemple.
Applique cette même méthode pour retrouver les éléments manquants de l'algorigramme.
Question 3
Comprendre le document 3
Ce document décrit l'amélioration de la machine prévue par le fabricant.
Le graphique représente le signal créé par le capteur, lors de l'acquisition de l'information « Vitesse de rotation du moteur ».
Répondre à la question
Tu auras besoin de te rappeler tes cours sur les capteurs et les signaux.
Question 4
L'algorigramme de la question 2 est d'une grande aide pour compléter le programme scratch de la question 4 : il s'agit du même programme, mais avec la prise en compte de l'utilisation du capteur.
▶ 1. Les gants 2 et 4 ne peuvent pas être utilisés en compétition car leur durée d'abrasion est inférieure à 8 s. Ils peuvent cependant être utilisés sur route car leur durée d'abrasion est supérieure à 4 s.
Les gants 1 et 3 peuvent être utilisés en compétition, car leur durée d'abrasion est supérieure ou égale à 8 s.
▶ 2.
info +
N'hésite pas à regarder du côté du programme Scratch pour t'en inspirer.
▶ 3. a) La fonction de ce capteur est d'acquérir une information : la vitesse de rotation du moteur. Il mesure la vitesse de rotation en la convertissant en un signal électrique.
remarque
Cette question vérifie la compréhension du système et nécessite de connaître les fonctions de la chaîne d'information.
b) Le bras est libéré quand la vitesse de rotation est de 3 000 tr/min, ce qui correspond à une tension de 3 V sur le graphique.
c) Ce capteur est de type analogique : le signal électrique, fonction de la vitesse, peut prendre une infinité de valeurs.
▶ 4.
