M11S1_RE
Site: | Moodle CSSRDN |
Cours: | Science 4e secondaire (ST / STE) - 2023-2024 |
Livre: | M11S1_RE |
Imprimé par: | Visiteur anonyme |
Date: | jeudi 17 juillet 2025, 16:05 |
Description
Tu dois parcourir l'ensemble des chapitres de ce cahier de ressources pour bien te préparer au test de validation de cette station.
1. Les contraintes
1.1 Qu'est-ce qu'une contrainte ?
Lorsque des forces sont exercées sur un objet, celui-ci tend à s'étirer, s'écraser, se tordre, plier ou se rompre, bref, à se déformer. Pour éviter que les structures des bâtiments, des ponts ou des viaducs viennent à se rompre sous l'effet des vents ou même de leur propre poids, les ingénieurs et les architectes doivent tenir compte de ses forces et de la résistance des matériaux qu'ils utilisent. Une contrainte, c'est justement l'effet qu'aura une force sur un matériau.
Dans cette station, nous étudierons les différents types de contraintes, mais aussi les types de déformations reliées à celles-ci. Pour illustrer l'effet de ces contraintes, nous utiliserons l'exemple d'un pont qui est fréquemment soumis à bien des contraintes à cause de sa situation géographique, le Bay Bridge, qui relie Oakland et San Francisco en Californie depuis 1936. En effet, ce pont est situé dans une zone où les tremblements de terre peuvent être violents. En 1989, un séisme a d'ailleurs abimé sa structure. Entrons maintenant dans les chaussures d'un ingénieur et analysons les contraintes qui sont exercées sur un pont comme le Bay Bridge, et plus spécialement sur la portion du pont reliant San Francisco et l'île de Yerba Buena.

1.2 Les différents types de contrainte
Il existe cinq types de contrainte, soient la compression, la traction, la torsion, la flexion et le cisaillement.
1.2.1 Compression


Lorsque les forces en présence sont dirigées vers le centre de l'objet pour écraser celui-ci, on dit qu'il y a compression.
1.2.2 Traction


Lorsque des forces sont dirigées vers l'extérieur de l'objet pour étirer celui-ci, on dit qu'il y a traction.
1.2.3 Torsion


Lorsque des forces tendent à tordre un objet, on dit qu'il y a torsion.
1.2.4 Flexion


Lorsqu'un force centrale est retenue par deux forces latérales de sens contraire ou, autrement dit, lorsqu'on tend à plier un objet, on dit qu'il y a flexion.
1.2.5 Cisaillement


Lorsque deux forces de sens contraire très rapprochées l'une de l'autre ou, autrement dit, lorsqu'on tend à couper un objet, on dit qu'il y a cisaillement.
1.3 Vidéo récapitulative
1.4 Un peu d'exercices
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Continuer2. Type de déformation
2.1 Les effets des contraintes
Le choix des matériaux a une importance capitale dans la conception d'un objet ou d'une structure. Ce ne sont pas tous les matériaux qui réagissent de la même façon lorsqu'ils sont exposés à une contrainte. Ainsi, si on fait subir une forte compression à un amortisseur, il sera écrasé, certes, mais il reprendra sa forme une fois la contrainte retirée. Par contre, si on écrase une canette de boisson gazeuse, la canette ne reprendra pas sa forme initiale. Les forces en présence ont aussi une influence sur la déformation de l'objet. Si on étire un ressort, il reprendra généralement sa forme initiale. Pourtant, si la force est trop grande, la déformation peut devenir permanente. Si la force est encore plus forte, le ressort se brisera.
2.2 Les types de déformation
- Déformation élastique
- Déformation permanente
- Rupture
Lorsque l'objet subi une contrainte si grande qu'il se brise, il y a rupture. À noter que si la force est trop grande, une déformation qui aurait dû être élastique peut atteindre le point de rupture. On peut penser au fameux bâton de hockey qui peut se briser lors d'un lancer-frappé. Il peut aussi arriver qu'une déformation répétée crée ce qu'on appelle une fatigue mécanique. L'élasticité du matériau est alors plus faible et on atteint plus facilement le point de rupture. C'est le cas, entre autre, lorsqu'on plie à répétition un clou qui finit par céder.

Lorsque l'objet qui subit une déformation reprend sa forme au moment où la contrainte à laquelle il était exposé est retirée, on dit que la déformation est élastique.

Lorsque la déformation est permanente, l'objet qui a subi la contrainte ne reprend pas sa forme au moment où il n'y a plus de contrainte appliquée. L'objet reste donc déformé.
2.3 Vidéo récapitulative
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Continuer3. Synthèse
Astuce!
Tu veux réussir mieux en étudiant moins ! Prends le temps de consigner dans le cahier de notes l'ensemble de tes apprentissages. Tu auras ainsi un cahier non seulement ordonné, mais aussi imprimable. De plus, le fait de résumer, d'expliquer, de synthétiser la matière te permet de mieux l'assimiler. Ton temps d'étude en sera sans aucun doute réduit!
Important : Lorsque tu prends des notes dans ton cahier, tu dois toujours cliquer sur "enregistrer" pour les conserver. Une fois tes notes compilées, n'oublie pas de cocher la boite à côté de cette ressource afin d'avoir accès au test de validation de la station.