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LANG

Situation problème : Quelles sont les formes d’énergies utilisées dans le domaine du transport ? Quel est leur

impact ?

Travail à faire :

- Visionner la vidéo Ecomobilité

- A l’aide des animations identifier différentes sources d’énergie, leurs utilisations et leurs impacts.

1. Quels sont les impacts de l’utilisation massive des véhicules aujourd’hui ?

Pollution de l’air et de l’eau

Bruit

Stress

Réchauffement climatique

2 . Identifier quelques sources d’énergie à l’aide l’animation « Différentes sources d’énergies »

Sources Renouvelables : - VENT - SOLEIL - BIOMASSE - GEOTHERMIE - FORCE DE L’EAU

Sources Non renouvelables : - CHARBON - GAZ - Pétrole - Uranium (nucléaire)

3.1. Identifier la source d’énergie utilisée par différents moyens de transport, à l’aide de l’animation « Energie et moyen de

transport »

Titre Voiture électrique Vélo Bateau a voile Avion solaire

Image

Energie utilisée Electricité Force Musculaire Force du vent Soleil

Titre Locomotive a

vapeur Voiture

thermique Train électrique Avion

Image

Energie utilisée Charbon Essence Electricité Essence

3.2. Quel est le point commun à tous ces objets techniques par rapport à l’énergie utilisée ?

L’énergie entrante est systématiquement transformer en une autre énergie afin d’obtenir le déplacement souhaité.

Utilisation d’une

énergie Nature d’une énergie

Identifier la nature d’une énergie

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4. On souhaite effectuer un trajet de 6 km classer les moyens de transport du plus écologique au plus polluant. A l’aide de

l’animation « Efficacité énergétique »

Pour 1 personne :

Pour 5 personnes :

Pour 300 personnes :

A RETENIR

Les sources d’énergie non renouvelables : Ces sources d’énergie disparaitrons un jour car leur

stock sur terre sont limités (Charbon, Pétrole, Gaz, Uranium)

Les sources d’énergie renouvelables : Ces sources sont inépuisables car elles dépendent

d’éléments que la nature renouvelle en permanence (Vent, Soleil, Bois, Eau..)

Un objet technique peut être considéré comme un système énergétique selon le modèle

suivant :

Cette conversion entraîne parfois de la pollution comme des gaz qui ont un impact négatif

sur l’environnement (exemple réchauffement climatique).

Utilisation d’une

énergie Nature d’une énergie

Identifier la nature d’une énergie

EOLIENNE

THERMIQUE

ELECTRIQUE

MUSCULAIRE (CHIMIQUE)…

Objet

technique

Energie

entrante

Energie

sortante

MECANIQUE

THERMIQUE

ELECTRIQUE

…

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Situation problème : Comment utiliser l’énergie dans l’objet technique ?

Travail à faire :

- Répondre aux questions et compléter les schémas

A. La chaîne d’énergie d’une automobile

A.1. Compléter le schéma ci-dessous (Moteur – Réservoir – Boite de vitesse – Accélérateur)

A.2. Quelle est l’énergie utilisée pour

faire fonctionner la plupart des

automobiles ?

L’énergie thermique

(essence ou le gazole) est

utilisée pour faire

fonctionner l’automobile.

A.3. Compléter le schéma de la chaîne

d’énergie en respectant le code couleur.

B. La chaîne d’énergie d’un vélo

B.1. Compléter le schéma ci-contre (Roue – Pignon – Pédale –

Pédalier-chaine)

B.2. Quelle est l’énergie utilisée pour faire fonctionner la

plupart des vélos ? Cette énergie est elle stockée dans le

vélo ?

L’énergie musculaire, n’est pas stockée dans

le vélo

Accélérateur

Réservoir

Arbre de transmission

Différentiel

Moteur

Tuyau

d’alimentation

Boîte de

vitesse

Utilisation d’une

énergie Chaîne d’énergie

Identifier les éléments de stockage, distribution, transformation et transmission d’une chaîne d’énergie

Pédale

Chaîne Pédalier

Pignon

Roue

Les éléments de la chaîne d’énergie

Le stockage - Vert

La distribution - Bleu

La transformation (moteur) - Rouge

La transmission - Jaune

Schéma de la chaîne d’énergie

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B.3. Compléter le schéma de la chaîne d’énergie en respectant le

code couleur.

C. La chaîne de la trottinette

C.1. Compléter le schéma ci-dessous (batterie – roue – courroie – moteur)

C.2. Quelle est l’énergie utilisée pour faire fonctionner la trottinette ?

L’énergie électrique (batterie) est utilisée pour

faire fonctionner la trottinette

C.3. Compléter le schéma de la chaîne d’énergie en respectant

le code couleur précédent

A RETENIR

Pour avancer, l’objet de transport a besoin d’énergie

(musculaire, électrique, naturelle ou thermique).

- Elle est apportée au véhicule (fil électrique des

trains) ou stockée dans le véhicule (réservoir de

moto ou batterie de trottinette).

- Elle est distribuée par des câbles électriques ou

des tuyaux.

.- Elle est transformée en mouvement appelé

énergie mécanique par un moteur.

- L’énergie mécanique est ensuite transmise pour

obtenir le mouvement.

Les fonctions stockage, distribution, transformation et

transmission, constituent la chaîne d’énergie de l’objet de transport.

Schéma de la chaîne d’énergie

Les éléments de la chaîne d’énergie

Le stockage - Vert

La distribution - Bleu

La transformation (moteur) - Rouge

La transmission - Jaune

Schéma de la chaîne d’énergie d’une automobile

Schéma de la chaîne d’énergie

Batterie

Courroie

Moteur

roue

Utilisation d’une

énergie Chaîne d’énergie

Identifier les éléments de stockage, distribution, transformation et transmission d’une chaîne d’énergie

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Situation problème : Comment déterminer l’autonomie énergétique d’une trottinette électrique ?

Travail à faire : - Etablir les hypothèses pour répondre à la situation problème

- Effectuer les relevés par équipe avec le professeur puis réaliser les calculs.

Hypothèses :

L’autonomie de la trottinette dépend de la charge (poids,...) de la capacité de la batterie et de

la vitesse et de la consommation électrique du moteur

1. ETUDE DE LA VITESSE ET DE LA CONSOMMATION

1.1. Réaliser un croquis du montage réalisé :

1.2. Faire varier la tension

Tension (V) 0V 5V 10V 15V 20V

Intensité (A)

Que peut-on constater ?

Plus la tension augmente, l’intensité consommée augmente et la vitesse de rotation du

moteur augmente

1.3. Régler la tension à 20Volts, Exercer une pression sur la roue en rotation, Que peut-on constater ?

Plus on appuie sur le roue plus l’intensité consommée augmente et la roue ralentie.

La batterie est de type 24V / 12Ah, d’après vos relevés, combien de temps peut-on utiliser la trottinette alimentée en 20V

sachant que : 𝑻𝒆𝒎𝒑𝒔 = 𝑪𝒂𝒑𝒂𝒄𝒊𝒕é 𝒃𝒂𝒕𝒕𝒆𝒓𝒊𝒆 𝒆𝒏 𝑨𝒉

𝑰𝒏𝒕𝒆𝒏𝒔𝒊𝒕é

𝑻𝒆𝒎𝒑𝒔 = 𝑪𝒂𝒑𝒂𝒄𝒊𝒕é 𝒃𝒂𝒕𝒕𝒆𝒓𝒊𝒆 𝒆𝒏 𝑨𝒉

𝑰𝒏𝒕𝒆𝒏𝒔𝒊𝒕é=

𝑻𝒆𝒎𝒑𝒔 =

Utilisation d’une

énergie Consommation d’énergie

Identifier les éléments de stockage, distribution, transformation et transmission d’une chaîne d’énergie

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2. EXERCICE D’APPLICATION

Trois amis Delphine, Julien et Philipe partent visiter un musée toute la journée.

Pour pouvoir manger à midi, Delphine prend dans son sac à dos des sandwiches et des bouteilles d’eau. Sa charge

pour l’aller est de 8 kg, alors que les garçons ont une charge de 2 kg.

Comme ils ont tout mangé et tout bu, Delphine rentre avec une charge de 2kg. Par contre Julien a acheté des cadeaux

et rentre avec une charge de 8kg. En plus, il fait un détour pour rentrer de 1 km.

Le musée est à une distance de 6 km de leur point de départ.

Avec une charge de 8kg la trottinette ne peut pas dépasser les 5 km/h, le moteur consomme un courant de 3A

Avec une charge de 2kg la trottinette ne peut pas dépasser les 7 km/h, le moteur consomme un courant de 2A

𝑻𝒆𝒎𝒑𝒔 = 𝑫𝒊𝒔𝒕𝒂𝒏𝒄𝒆

𝑽𝒊𝒕𝒆𝒔𝒔𝒆 𝑪𝒐𝒏𝒔𝒐𝒎𝒎𝒂𝒕𝒊𝒐𝒏 = 𝑰𝒏𝒕𝒆𝒏𝒔𝒊𝒕é 𝒙 𝑻𝒆𝒎𝒑𝒔

Compléter le tableau afin de calculer le temps du voyage de chacun et sa consommation.

Aller Retour

Delphine Julien Philipe Delphine Julien Philipe

Charge (kg) 8kg 2 kg 2 kg Charge (kg) 2 8 kg 2

Distance du

voyage (km) 6 km 6 km 6 km

Distance du

voyage (km) 6 7 km 6

Vitesse (km/h) 5 km/h 7 km/h 7 km/h Vitesse (km/h) 7 5 km/h 7

Temps du

voyage (h) 1,2 h 0,85h 0,85h

Temps du voyage

(h)

0,86

1,4 h

0,86

Intensité (A) 3A 2A 2A Intensité (A) 2 3 A 2

Consommation

(Ah)

3,6Ah 1,70 Ah 1,70 Ah

Consommation

(Ah)

1,71

4,2 Ah

1,72

La batterie a une capacité maximum de 4,5 Ah et ne peut pas fournir une consommation supérieure :

Qui a assez d’énergie pour rentrer à la maison sans marcher ? Philippe

A retenir :

Plus on alimente le moteur en tension, plus il tourne vite mais plus il consomme d’énergie.

Plus la charge est importante moins la distance parcourue est élevée car le véhicule

consomme plus d’énergie.

Il est possible de diminuer la consommation énergétique en distribuant l’énergie

différemment (exemple système de vitesse d’un vélo ou boîte de vitesse d’une voiture)

Utilisation d’une

énergie Chaîne d’énergie

Identifier les éléments de stockage, distribution, transformation et transmission d’une chaîne d’énergie