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Initiation aux Sciences de l’ Ingénieur I.S.I.
NOM : ………………… Prénom : ………………..
NOTE : /20 Classe : seconde ……
Étude d’un Vélo d’appartement:
- Ce vélo permet de faire travailler les jambes
et le rythme cardiaque.
- L‘élimination calorique se fait à raison de 35
tours de pédales pour 4 kcal (4Cal) et ceci
en 45 secondes.
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1- Réaliser le bilan calorique en fonction du tableau donné en exemple en complétant les cadres définis :
2- Déterminer le nombre de tour de pédales à effectuer sur le vélo afin de tendre vers un ration
de 1 :
N= (2450.42-1535.18)*35/4 = 8008 tours de pédales
3- Calculer le temps moyen pour éliminer ces Calories sur le vélo en heures, minutes et secondes:
T= (2450.42-1535.18)*45/4 = 10296.45 sec soit 2 h 51 min 36 sec
4- Préciser comment l’utilisation du vélo d’appartement peut répondre à la question de société :
« PRÉSERVER SA SANTÉ »
Apports et dépenses en Cal
Activités Apports Dépenses
Repas 47.78
Biscottes, thé 118.73
Confiture 116.86
Toilette 269.71
Jogging 279.75
Repas 94.6
Salade 269.71
Pizza 597.25
Pâtisserie 625.23
Repas 94.6
Entrée 322.51
Poisson 178.45
Fromage 60.68
Flan 161
Devoir (2h) 259
Sommeil 489.74
Apports journaliers exprimés en kJ (kilo
Joules) :
2450.42 Cal soit 586.22 kJ
Dépenses journalières exprimées en kJ
(kilo Joules) :
1535.18 Cal soit 367.26 kJ
Déterminer le RATIO = dépenses/apports
et conclure :
367.26/586.22 = 0.63
il serait nécessaire de pratiquer
une activité physique
supplémentaire
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Le fait d’effectuer un effort physique régulier fera que l’utilisateur du vélo dépensera
de l’énergie ce qui permettra l’élimination des calories supplémentaires
emmagasinées lors des différents repas, donc favorisera une meilleure hygiène de vie
donc une meilleure santé future.
4-Compléter l’organigramme décrivant le fonctionnement de l’ordinateur spécifique au vélo
d’appartement.
Utiliser les éléments de représentation normalisés des organigrammes sachant que ce dernier
commence par « DÉBUT » et se termine par « FIN ».
À chaque appui sur la fonction « MODE »,
l’index se déplace de bas en haut et permet de
choisir le mode d’affichage (temps, Vitesse,
Distance ou Calories), Les modes d’affichages
sont les suivants :
- Temps en secondes.
- Vitesse en km/ heure (KM/H).
- Distance parcourue par l’utilisateur (KM).
- Calories en kcal (CAL).
Au bout de 4 minutes sans utilisation de
l’appareil, l’ordinateur s’arrête.
Touche remise à zéro
Touche Mode
Touche validation
DÉBUT
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5-Compléter le chronogramme ci-dessous.
Capteur «de tours»
Temps affiché
Nombre de tours de
pédales
Temps
1
1 5 10 15 20 ….
2
4 6
8
10
12
14
16 1
8
4 min
1 2
3
4 5
Temps
1 5 10 15 20 …
Temps
1 5 10 15 20 25 30
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6-Expliquer comment est obtenue l’élimination calorique sur ce vélo d’appartement en vous
aidant des photos ci-dessous:
Réponse :
7-Donner les deux noms du capteur vu sur les photos précédentes:
L’élimination calorique s’effectue grâce à une résistance aux efforts obtenue pendant
les mouvement de rotation des pédales, effort dus à la force magnétique générée par
l’attraction magnétique des aimants
- interrupteur à lame souple
- capteur magnétique
Volant d’inertie
Volant
d’entraînement
Aimants permanents
montés sur un support
articulé
Réglage de la distance
des aimants/au volant
d’inertie
Détail arrière du volant
d’entraînement
Détail du capteur de
nombre de tours
Aimant solidaire du volant d’entraînement Capteur solidaire bâti
Courroie de transmission
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8-Donner son principe de fonctionnement :
9-Cocher la bonne réponse concernant le type de capteur rencontré :
10-Donner les caractéristiques de l’alimentation électrique :
Entourer l’indicateur qu’il faut sélectionner sur le multimètre pour mesurer la tension:
10A VAC VDC Ω
Lorsque l’aimant se trouve en face de la lame souple, celle-ci est attirée vers l’aimant.
Le contact est alors fermé. Lorsque l’aimant n’est plus présent, la lame souple reprend
sa forme initiale et le contact s’ouvre
Donner la forme du signal électrique :
Alternatif.
Continu.
Donner la tension des piles.
1.5 V
Donner la tension d’alimentation de l’ordinateur
spécifique
3 V
Boîtier des piles
Capteur Tout Ou Rien
Capteur numérique
Capteur analogique
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11-Analyser les liaisons du schéma cinématique suivant.
Pour chacune des liaisons entourées, indiquer son nom, le type de degré de liberté, la direction du degré
de liberté.
Direction Nom Type X Y Z
Liaison n°1 PIVOT ROTATION RX
Liaison n°2 PIVOT ROTATION RX
Combien de degrés de liberté au maximum, une pièce dans l’espace, possède-t-elle ? 6
Combien de rotations au maximum possède-t-elle ? 3
Combien de translations au maximum possède-t-elle ? 3
12-Réaliser un assemblage sous « solidworks »
Dans une configuration d’assemblage, quelles seraient les relations à établir afin d’associer l’ensemble
« pédale+axe+roulements » avec la manivelle ?
Rappel : les relations existantes sont les suivantes : perpendicularité,
parallélisme, coïncidence, coaxialité,…
Manivelle gauche (13)
Manivelle droite (14)
Volant d’entraînement (46)
Bâti (1)
Axe pédale gauche(22)
pédale droite (17)
pédale gauche (17)
Axe pédale droite (22)
Axe (22)
X
Z Z
Y
Liaison n°1
Liaison n°2
ensemble simplifié
Manivelle simplifiée Réponse : une coïncidence entre la face de la
manivelle et la face de la manivelle ainsi qu’une
coaxialité entre l’axe de la pédale et l’axe de la
manivelle
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