Train d'engrenages

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À propos de cette simulation

Cette simulation montre une roue menante qui engrène une roue menée, avec une seconde paire facultative sur un arbre commun (un étage composé). Les curseurs règlent le nombre de dents de chaque roue et la vitesse d'entrée, et des affichages en direct donnent le rapport de transmission, la vitesse de sortie, le couple et la puissance. Les élèves découvrent qu'une grande roue menée par une petite tourne plus lentement mais avec plus de couple, et que les étages composés multiplient les rapports. Utilisez-la au tableau pour une leçon de mécanique, ou demandez aux binômes de prévoir le rapport avant de vérifier l'affichage.

Ce que les élèves peuvent explorer

Réglez Dents de la roue menante sur 16 et Dents de la roue menée sur 40, puis lisez le Rapport de transmission et la Vitesse de sortie.
Inversez les tailles pour que la roue menée soit plus petite, et observez la Vitesse de sortie augmenter pendant que le Couple de sortie diminue.
Activez et désactivez Étage composé pour voir comment une seconde paire multiplie le rapport.
Augmentez la Vitesse d'entrée et vérifiez que la Puissance de sortie ne change que légèrement lorsque l'on modifie les engrenages.
Passez de la vue de face à la vue oblique pour voir comment les engrenages s'engrènent.

Objectifs d'apprentissage

1Calculez un rapport de transmission à partir du nombre de dents de deux engrenages en prise.
2Expliquez le compromis entre vitesse et couple dans un train d'engrenages.
3Prévoyez comment un étage composé modifie le rapport global.
4Décrivez pourquoi une roue menée plus grande tourne plus lentement que sa roue menante.

Questions fréquentes des enseignants

Est-elle gratuite à utiliser ?

Oui. Elle est gratuite et fonctionne dans tous les navigateurs récents, y compris sur les tableaux blancs et les tablettes. Aucune inscription ni installation n'est nécessaire.

Qu'est-ce qu'un rapport de transmission ?

Le rapport de transmission est le nombre de dents de la roue menée divisé par le nombre de dents de la roue menante. Un rapport supérieur à 1 ralentit la sortie et augmente son couple. Dans un train composé, on multiplie les rapports de chaque étage.

Comment utiliser la simulation du train d'engrenages ?

Faites glisser les curseurs Dents de la roue menante, Dents de la roue menée, Dents de sortie et Vitesse d'entrée. Utilisez l'interrupteur Étage composé pour ajouter la seconde paire, puis lisez le rapport, la vitesse, le couple et la puissance dans les affichages.

Pourquoi le couple de sortie augmente-t-il quand la vitesse diminue ?

Un train d'engrenages transmet presque la même puissance, et la puissance est égale au couple multiplié par la vitesse de rotation. Si la sortie tourne plus lentement, le couple doit être plus grand, à part de petites pertes à chaque engrènement.

Intégrer cette simulation

Placez-la dans votre ENT, votre blog ou le site de la classe — gratuitement.

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