Déclic ! · leçon interactive gratuite · chapitre « Forces et mouvement », leçon 5 sur 5

Les machines simples

Sciences · Forces et mouvement 13 à 16 ans · 2e et 4e secondaire 12 minutes

Levier, poulie fixe et mobile, plan incliné, engrenage : reconnaitre la machine simple, expliquer son effet, calculer avec F₁ × d₁ = F₂ × d₂, l'avantage mécanique et la conservation du travail.

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Dans le même chapitre : Forces et mouvement

  1. La masse et le poids
  2. La pression
  3. La pression atmosphérique
  4. Les forces : qui exerce, qui subit ?
  5. Les machines simples

← Les forces : qui exerce, qui subit ?

Ce que l'élève retient

Une machine simple diminue une force, change sa direction ou transmet un mouvement : on gagne en force ce qu'on perd en distance.

  • Levier : une barre qui tourne autour d'un point d'appui ; F₁ × d₁ = F₂ × d₂ (bras de levier).
  • Poulie fixe : change la direction, même force. Poulie mobile : force divisée par 2, corde tirée 2 fois plus longue.
  • Plan incliné : moins de force, mais une plus grande distance à parcourir.
  • Engrenage : deux roues en contact tournent en sens inverses ; le nombre de tours dépend du rapport des nombres de dents.
  • Avantage mécanique = force résistante ÷ force motrice. Sans frottements, le travail (W = F × d, en joules) se conserve.

Exemples : Pied-de-biche : 50 N à 40 cm équilibrent 400 N à 5 cm, car 50 × 40 = 400 × 5. · Plan incliné de 3 m pour 1 m de haut : 200 N suffisent pour une caisse de 600 N.

Comment se passe la leçon

  1. Soulever une voiture à la main ?
  2. Le levier
  3. Quatre machines simples
  4. Calculer avec une machine simple
  5. Attention, pièges !
  6. À toi de jouer !
  7. Ce que je garde

Une accroche, une manipulation, la règle, des exemples, les pièges, des exercices corrigés (deux essais, une explication à chaque fois) et un mémo à imprimer. Tout peut être lu à voix haute.

Niveau dans votre pays

Dans les programmes officiels

D'après les textes officiels (Référentiels de la Fédération Wallonie-Bruxelles) :

  • SC-S2-102Identifier le type de machine simple (poulie, engrenage, levier et/ou plan incliné) présente dans une situation donnée et expliquer son effet. S2 · Énergie
  • SC-S2-103Utiliser les termes : machine simple, poulie, engrenage, levier, plan incliné, force, newton, interactions, intensité, sens, droite d’action, force de contact, force à distance. S2 · Énergie
  • SC-S2-105Tester une machine simple pour mettre en évidence ses avantages (avantage mécanique, disposition, transmission du mouvement…). S2 · Énergie
  • SC-S2-110Décrire et expliquer comment l’utilisation d’une machine simple facilite la vie dans une situation concrète (actuelle ou historique). S2 · Énergie
  • HSC-D2-028Appliquer la « conservation » du travail à une machine simple. S4 · Physique — UAA 3 : Travail, énergie, puissance
  • HSC-D2-029Pour une machine simple non vue en classe, identifier les principales caractéristiques des forces en présence et déterminer l’avantage mécanique. S4 · Physique — UAA 3 : Travail, énergie, puissance

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