Domaine 01
Mécanique
Forces, mouvement et énergie : les règles à l’œuvre dans toutes les machines
La mécanique explique pourquoi les objets bougent, accélèrent, ralentissent ou restent immobiles. C’est la base de presque toutes les machines.
Ce que vous allez apprendre
- Ce qu’est une force et comment les forces se combinent
- En quoi le frottement aide, et en quoi il gêne
- Comment les leviers, les poulies et les plans inclinés facilitent le travail
- Comment l’énergie passe d’une forme à une autre
Exemples d’expériences
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Faites descendre un chariot sur des plans plus ou moins inclinés et comparez sa vitesse.
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Déplacez le point d’appui d’un levier et trouvez la plus petite force capable de soulever une charge.
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Changez la surface sous un bloc et observez comment le frottement modifie son mouvement.
Ce que vous pouvez construire
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Un plan incliné avec un chariot et une butée
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Un levier qui soulève une lourde charge
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Un système de poulies simple
Ces exemples montrent le type de travail propre à ce domaine. Les leçons publiées peuvent différer.
Essayer un petit modèle
Ces petits modèles fonctionnent directement dans votre navigateur et continuent de fonctionner hors ligne une fois la page chargée. Ce sont des modèles pédagogiques simplifiés, et non le moteur de simulation de MEKALUMI.
Astuce : faites glisser la roue de gauche pour la tourner à la main.
Train d’engrenages
Modifiez le nombre de dents de chaque roue dentée. Observez comment la vitesse et la force de rotation changent.
- Rapport de transmission
- 1 : 2
- Vitesse de sortie
- 15 tr/min · 2 fois plus lentement
- Force de rotation
- × 2
- Sens de rotation
- Inverse de celui du moteur
Quand une petite roue dentée entraîne une grande, la grande tourne plus lentement, mais avec plus de force. Les treuils, les vélos et les horloges utilisent cette idée.
Modèle : engrenages idéaux, sans frottement ni glissement. Vitesse du moteur : 30 tr/min.
Ce que la simulation simplifie
- Les objets sont généralement considérés comme parfaitement rigides : ils ne se cabossent pas, ne se fissurent pas et ne s’usent pas.
- Le frottement et la résistance de l’air suivent des formules simples ; le monde réel est plus compliqué.
Toute simulation simplifie la réalité. Comprendre ces simplifications fait partie de l’apprentissage de l’ingénierie.
Liens avec les matières scolaires
Physique, mathématiques (angles et proportions), sport
Liens avec les autres domaines
La mécanique est la base de la cinématique, des structures et de la robotique.
Bon à savoir
On raconte qu’Archimède aurait affirmé qu’avec un levier assez long et un endroit où prendre appui, il pourrait déplacer la Terre.