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Thème détude: SPORT, SANTE ET TECHNOLOGIE ETUDE DE CAS : LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE LORS DUNE ACTIVITE SUR UN STEPPER SCIENCES DE LINGENIEUR Cycle.

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1 Thème détude: SPORT, SANTE ET TECHNOLOGIE ETUDE DE CAS : LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE LORS DUNE ACTIVITE SUR UN STEPPER SCIENCES DE LINGENIEUR Cycle terminal ETUDE DE CAS : LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE SUR UN STEPPER

2 PLAN DE LA PRESENTATION DE LETUDE DE CAS 1 - Question sociétale – problématique – problèmes techniques 2 - Origine, objectifs et fil directeur de létude 3 - Contenus des différentes activités composant létude 4 - Modalités dorganisation des différentes activités 5 - Bilan des centres dintérêt, compétences, capacités et connaissances abordés 6 - Informations diverses SCIENCES DE LINGENIEUR Cycle terminal ETUDE DE CAS : LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE SUR UN STEPPER

3 QUESTION SOCIETALE La culture et la performance du corps étant un fait de société, comment renseigner avec précision la dépense énergétique lors dun effort physique? PROBLEMATIQUE : Comment mesurer et afficher avec précision la dépense énergétique lors de lutilisation dun stepper ? PROBLEMES TECHNIQUES: Comment construire un modèle permettant de calculer avec précision lénergie dépensée sur un stepper et la comparer à celle affichée par le système réel? SCIENCES DE LINGENIEUR Cycle terminal ETUDE DE CAS : LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE SUR UN STEPPER

4 ORIGINE DE LETUDE DE CAS UNE CONSTATATION SUR LE SYSTÈME REEL, LE CALCUL DE LENERGIE DEPENSEE NEST PAS ASSEZ PRECIS Quelque soit la durée de descente de la pédale, le stepper affiche toujours la même quantité dénergie dépensée à chaque marche gravie. Or lénergie dépensée dépend notamment de lintensité de la force exercée sur la pédale et par conséquent du temps de descente de la pédale. SCIENCES DE LINGENIEUR Cycle terminal ETUDE DE CAS : LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE SUR UN STEPPER

5 SCIENCES DE LINGENIEUR Cycle terminal ETUDE DE CAS : LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE SUR UN STEPPER OBJECTIF DE LETUDE DE CAS Découvrir comment se dépenser physiquement énergétiquement et comment la technologie apporte des solutions à ce besoin (différentes solutions et plus particulièrement un stepper) Découvrir comment la technologie permet de quantifier lénergie dépensée et constater lapproximation du calcul sur le système stepper réel Créer un MODELE SIMULE au comportement plus exact que celui du SYSTÈME REEL SYSTÈME REEL MODELE SIMULE ECART

6 SCIENCES DE LINGENIEUR Cycle terminal ETUDE DE CAS : LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE SUR UN STEPPER STRATEGIE DE LETUDE DE CAS Découvrir le principe de dépense physique énergétique et plus spécifiquement celle dépensée sur un stepper Découvrir que le Temps de descente de la pédale = image de leffort appliqué sur la pédale Établir par simulation mécanique le lien entre temps de descente de la pédale et force appliquée Découvrir un principe de détection des descentes de pédales (détection par ILS) Concevoir un modèle permettant de simuler la durée de descente de la pédale et calculer en temps réel lénergie dépensée (programmation dun microcontrôleur par algorigramme) Utiliser toutes ces activités pour répondre à la question sociétale et à la problématique

7 PRE- REQUIS POUR MENER LETUDE DE CAS A - ANALYSER LE BESOIN ET LE SYSTEME Notion de besoin Notion de fonction de service Notions de matière dœuvre et de valeur ajoutée Langage de description du comportement dun système: algorithme, algorigramme, logique combinatoire. D - COMMUNIQUER Traiter des résultats expérimentaux (tableaux et courbes sur tableur) SCIENCES DE LINGENIEUR Cycle terminal ETUDE DE CAS : LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE SUR UN STEPPER

8 SITUATION DE LETUDE DANS LA PROGRESSION SCIENCES DE LINGENIEUR Cycle terminal ETUDE DE CAS : LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE SUR UN STEPPER ETUDES PRELIMINAIRES AVANT ETUDE DE CAS ENERGETIQUE STEPPER 1 – ETUDE FONCTIONNELLE ET STRUCTURELLE DE SYSTEMES 2 – ETUDE DU COMPORTEMENT DE SYSTEMES 3 - ETUDE DU COMPORTEMENT DE SYSTEMES 4 - ETUDE DE CAS ENERGETIQUE STEPPER CI 1 Analyser un système fonctionnellement et structurellement CI 4 Concevoir et utiliser un modèle relatif à un système en vue dévaluer les performances de la chaîne dinformation. CI 4 Concevoir et utiliser un modèle relatif à un système en vue dévaluer les performances de la chaîne dinformation. CI 2 Expérimenter et mesurer sur un système réel pour évaluer ses performances. CI 4 Concevoir et utiliser un modèle relatif à un système en vue dévaluer les performances de la chaîne dinformation. CI 5 Concevoir et utiliser un modèle relatif à un système en vue dévaluer les performances de la chaîne dénergie. - Besoin, finalités, contraintes, cahier des charges - Analyse fonctionnelle externe, Expression fonctionnelle du besoin. - - Fonctions dusage, de service, destime - Chaine dinformation : analyse et modèle - Langage de description du comportement dun système : systèmes logique évènementiels, logigramme - Chaine dinformation: analyse et modèle - Langage de description du comportement dun système : algorithme, algorigramme Groupes de 4 sur différents systèmes (VAE, borne de rue, volant jeux video, serrure codée ) mais même Centre dintérêt: Groupes de 2 sur simulation dun modèle MATLAB de chaine dinformation: VAE Groupes de 2 sur simulation de modèles de chaines dinformations: barrière de parking, système lumineux de signalisation. Connaissances et modalités dorganisation: voir après Étude de cas réalisée en milieu de classe de Première S-Si, après réalisation détudes permettant de posséder les pré-requis

9 PROBLEMATIQUE SPORT ET SANTE: Comment mesurer et afficher avec précision la dépense énergétique lors de lutilisation dun stepper? Activité 3: Recherche de la loi liant le temps de basculement de la pédale du stepper à la quantité dénergie dépensée Activité 4: Découverte dun principe de détection de descente de la pédale du stepper Activité 5: Comptage du nombre de marches et simulation de laffichage Activité 7: Préparation et Présentation orale dune des activités par chacun des groupes délèves Activité 6: conception de lalgorigramme de calcul de lénergie dépensée et simulation de laffichage. Analyse des écarts entre réel et simulé Activité 1: MISE EN SITUATION : Découverte de lénergie alimentaire + rôle du stepper+ découverte des grandeurs physiques mises en jeu dans la dépense énergétique corporelle Activité 2: Découverte de linfluence des grandeurs physiques dans la quantité dénergie corporelle dépensée sur un stepper SCIENCES DE LINGENIEUR Cycle terminal ETUDE DE CAS : LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE SUR UN STEPPER

10 ACTIVITE 1: Étape 1: DECOUVERTE DE LENERGIE ALIMENTAIRE - Notion dénergie - Energie contenue dans les aliments – joules et calories - Rôle du stepper en réponse à la question sociétale Etape 2 : DECOUVERTE DES GRANDEURS PHYSIQUES MISES EN JEU DANS LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE -Travail mécanique dune force – énergie mécanique - Energie mécanique dans différentes activités sportives SCIENCES DE LINGENIEUR Cycle terminal ETUDE DE CAS : LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE SUR UN STEPPER

11 ACTIVITE 2: INFLUENCE DES GRANDEURS PHYSIQUES MISES EN JEU DANS LA DEPENSE ENERGETIQUE LORS DUNE ACTIVITE SUR LE STEPPER Étape 1: rechercher comment augmenter le travail énergétique sur un stepper - Solution1 attendue: Augmenter leffort dappui sur la pédale -Solution 2 attendue: Augmenter le déplacement utile du point dapplication de la force dappui SCIENCES DE LINGENIEUR Cycle terminal ETUDE DE CAS : LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE SUR UN STEPPER

12 ACTIVITE 2 suite : INFLUENCE DES GRANDEURS PHYSIQUES MISES EN JEU DANS LA DEPENSE ENERGETIQUE LORS DUNE ACTIVITE SUR LE STEPPER Étape 2: étude du déplacement utile du point dapplication de la force dappui -Déterminer expérimentalement le déplacement du point dapplication de la force dappui sur la pédale SCIENCES DE LINGENIEUR Cycle terminal ETUDE DE CAS : LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE SUR UN STEPPER d

13 ACTIVITE 2 suite : INFLUENCE DES GRANDEURS PHYSIQUES MISES EN JEU DANS LA DEPENSE ENERGETIQUE LORS DUNE ACTIVITE SUR LE STEPPER Etape 3 : Analyse de la force dappui sur la pédale - Evaluer la force dappui sur la pédale (stepper simple) -Evaluer la force dappui sur la pédale (avec appui des mains) SCIENCES DE LINGENIEUR Cycle terminal ETUDE DE CAS : LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE SUR UN STEPPER F t F t

14 ACTIVITE 2 fin : INFLUENCE DES GRANDEURS PHYSIQUES MISES EN JEU DANS LA DEPENSE ENERGETIQUE LORS DUNE ACTIVITE SUR LE STEPPER Etape 4 : bilan de lénergie théorique dépensée sur un stepper -Cas du Stepper simple -Cas Stepper avec guidon - comparaison avec lapport énergétique alimentaire et analyse critique SCIENCES DE LINGENIEUR Cycle terminal ETUDE DE CAS : LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE SUR UN STEPPER ENERGIE ALIMENTAIRE ENERGIE FOURNIE E total = n.( F x d )

15 ACTIVITE 3 : DETERMINATION DE LA LOI MATHEMATIQUE LIANT LINTENSITE DE LA FORCE DAPPUI SUR LA PEDALE AU TEMPS DE DESCENTE DE LA PEDALE Étape 1: mise en oeuvre qualitative du stepper -« Ressentir simplement » linfluence de lintensité de la force dappui sur le temps de descente de la pédale. - découverte du comportement de lamortisseur SCIENCES DE LINGENIEUR Cycle terminal ETUDE DE CAS : LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE SUR UN STEPPER temps de descente F F

16 ACTIVITE 3 suite : DETERMINATION DE LA LOI MATHEMATIQUE LIANT LINTENSITE DE LA FORCE DAPPUI SUR LA PEDALE AU TEMPS DE DESCENTE DE LA PEDALE Étape 2: déterminer langle de rotation dune pédale, en vue de la simulation (pilotage mouvement stepper) -détermination de langle par méthode pratique expérimentale -Détermination de langle à laide de la maquette numérique du stepper SCIENCES DE LINGENIEUR Cycle terminal ETUDE DE CAS : LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE SUR UN STEPPER

17 ACTIVITE 3 suite : DETERMINATION DE LA LOI MATHEMATIQUE LIANT LINTENSITE DE LA FORCE DAPPUI SUR LA PEDALE AU TEMPS DE DESCENTE DE LA PEDALE Étape 2 suite: méthode et calcul de la vitesse de rotation de la pédale SCIENCES DE LINGENIEUR Cycle terminal ETUDE DE CAS : LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE SUR UN STEPPER Nécessaire pour effectuer la simulation MECA 3D (pilotage du mouvement)

18 ACTIVITE 3 suite : DETERMINATION DE LA LOI MATHEMATIQUE LIANT LINTENSITE DE LA FORCE DAPPUI SUR LA PEDALE AU TEMPS DE DESCENTE DE LA PEDALE Etape 3 : Détermination de la loi mathématique liant le temps de descente de la pédale à lintensité de la force dappui -Simulation MECA 3D SCIENCES DE LINGENIEUR Cycle terminal ETUDE DE CAS : LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE SUR UN STEPPER Pilotage en vitesse de la rotation de la pédale F EFFORT INCONNU Détermination de la force permettant dobtenir la vitesse de descente de pédale imposée

19 ACTIVITE 3 fin : DETERMINATION DE LA LOI MATHEMATIQUE LIANT LINTENSITE DE LA FORCE DAPPUI SUR LA PEDALE AU TEMPS DE DESCENTE DE LA PEDALE Etape 3 suite : Détermination de la loi mathématique liant le temps de descente de la pédale à lintensité de la force dappui -Recueil des résultats des simulations successives et utilisation dun tableur pour établir léquation temps de descente en fonction de la force dappui. SCIENCES DE LINGENIEUR Cycle terminal ETUDE DE CAS : LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE SUR UN STEPPER LEQUATION MATHEMATIQUE QUI VA ENSUITE ETRE EXPLOITEE PAR LA PARTIE ELECTRONIQUE DU STEPPER POUR CALCULER LENERGIE

20 ACTIVITE 4 : DETECTION DE LA DESCENTE DE CHACUNE DES DEUX PEDALES Etape 1 : Découverte du principe technologique utilisé pour détecter une descente de pédale - découverte du principe de détection (ILS) par protocole expérimental sur maquette SCIENCES DE LINGENIEUR Cycle terminal ETUDE DE CAS : LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE SUR UN STEPPER

21 ACTIVITE 4 : DETECTION DE LA DESCENTE DE CHACUNE DES DEUX PEDALES Etape 2 suite : Découverte du principe technologique utilisé pour détecter une descente de pédale - validation du principe de détection par protocole expérimental sur le système réel instrumenté. - Analyse des écarts entre dispositif expérimental et dispositif réel. SCIENCES DE LINGENIEUR Cycle terminal ETUDE DE CAS : LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE SUR UN STEPPER Dispositif expérimental Dispositif réel écarts

22 ACTIVITE 5 : COMPTAGE DU NOMBRE DE MARCHES ET AFFICHAGE Etape 1 : conception de lalgorigramme de comptage SCIENCES DE LINGENIEUR Cycle terminal ETUDE DE CAS : LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE SUR UN STEPPER

23 ACTIVITE 5 : COMPTAGE DU NOMBRE DE MARCHES ET AFFICHAGE Etape 2 : mise en œuvre de la solution par simulation SCIENCES DE LINGENIEUR Cycle terminal ETUDE DE CAS : LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE SUR UN STEPPER Commutateur: simule déplacement de la pédale Afficheur LCD

24 ACTIVITE 6 : Calcul et affichage des calories Comparaison système réel et modèle simulé Etape 1 : étude pour la conception du modèle SCIENCES DE LINGENIEUR Cycle terminal ETUDE DE CAS : LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE SUR UN STEPPER F (N) =758,6/temps(s) et d=30cm. temps est la durée mise pour déplacer la pédale. Exprimer lénergie E en fonction de la variable temps Exprimer alors lénergie en calories

25 ACTIVITE 6 : Calcul et affichage des calories Comparaison système réel et modèle simulé Etape 2 : mise en œuvre du modèle par simulation SCIENCES DE LINGENIEUR Cycle terminal ETUDE DE CAS : LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE SUR UN STEPPER Simulation durée descente marche

26 ACTIVITE 6 : Calcul et affichage des calories Comparaison système réel et modèle simulé Etape 3 : comparaison du nombre de calories affichées entre modèle et système réel SCIENCES DE LINGENIEUR Cycle terminal ETUDE DE CAS : LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE SUR UN STEPPER Sur une durée fixe donnée, lélève utilise le stepper en appuyant sur les pédales avec une force différente (donc pendant un temps différent), un même nombre de fois. Il constate que laffichage des calories est le même. Lélève reproduit le même protocole en utilisant le modèle. Il constate que laffichage est différent. Il doit en conclure que lécart est du au fait que le stepper ne tient pas compte de leffort réel appliqué sur les pédales et donc que la précision du système est inférieure à celle du modèle créé.

27 ACTIVITE 6 : Calcul et affichage des calories Comparaison système réel et modèle simulé Etape 3 : comparaison du nombre de calories affichées entre modèle et système réel SCIENCES DE LINGENIEUR Cycle terminal ETUDE DE CAS : LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE SUR UN STEPPER SIMULATION MESURES SYST. REEL Durée fixe Calories=C1 Calories=C2 Calories=C3 Durée de montée dune marche

28 BILAN DE LETUDE DE CAS REPONSES A LA QUESTION SOCIETALE ET A LA PROBLEMATIQUE SCIENCES DE LINGENIEUR Cycle terminal ETUDE DE CAS : LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE SUR UN STEPPER Létude a permis : de mettre en évidence comment la technologie apporte des solutions pour se dépenser énergétiquement physiquement davantage. de mettre en évidence le principe de dépense énergétique par déplacement dune force, ainsi que les moyens daugmenter cette dépense énergétique. dappréhender un moyen technologique permettant de quantifier le plus exactement possible lénergie dépensée. de comparer lécart entre la mesure de la dépense énergétique sur un système réel et celle réalisée par un modèle simulé plus abouti. SYSTEME REELMODELE SIMULE ECART

29 ORGANISATION DES ACTIVITES SCIENCES DE LINGENIEUR Cycle terminal ETUDE DE CAS : LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE SUR UN STEPPER Classe de 32 élèves: 8 îlots de 4 élèves. Chaque îlots dispose dun stepper et de 2 ordinateurs. Les travaux de simulation et de mesures sur maquettes se font en binôme. Les mesures sur le stepper se font en groupe de 4 élèves. Lenchainement des activités est linéaires et tous les élèves font la même activité. Cette organisation permet aux élèves de progresser à leur rythme.

30 ORGANISATION DE LACTIVITE 1 SCIENCES DE LINGENIEUR Cycle terminal ETUDE DE CAS : LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE SUR UN STEPPER Étape 1 PRESENTATION ENERGIE ALIMENTAIRE + ROLE SOCIETAL DU STEPPER Étape 2 PRESENTATION ENERGIE MECANIQUE 1h30 min Cours +TDCours Classe entière CHRONOLOGIE DES ETAPES : enchaînement linéaire

31 ORGANISATION DE LACTIVITE 2 SCIENCES DE LINGENIEUR Cycle terminal ETUDE DE CAS : LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE SUR UN STEPPER Étape 1 SOLUTIONS POUR AUGMENTER ENERGIE DEPENSEE SUR STEPPER Étape 2 RECHERCHE DEPLACEMENT POINT APPLICATION FORCE Étape 3 RECHERCHE FORCE APPLIQUEE SUR LA PEDALE Étape 4 BILAN THEORIQUE ENERGIE DEPENSEE SUR STEPPER 30 min 1h301h TDTP Synthèse + TD Classe entière ou en groupe de 4 En groupe de 4 Classe entière CHRONOLOGIE DES ETAPES : enchaînement linéaire

32 ORGANISATION DE LACTIVITE 3 SCIENCES DE LINGENIEUR Cycle terminal ETUDE DE CAS : LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE SUR UN STEPPER Étape 1 MISE EN ŒUVRE QUALITATIVE DU STEPPER + DECOUVERTE AMORTISSEUR Étape 2 RECHERCHE ANGLE DE ROTATION PEDALE + CALCUL VITESSE ROTATION PEDALE Étape 3 SIMULATION MECA 3D RECHERCHE LOI MATHEMATIQUE Force temps descente pédale « … Étape 4 » BILAN ACTIVITES 2 et 3 ET LIEN AVEC ACTIVITES SUIVANTES 30 min1h MIN découverte en autonomie TP Synthèse en groupe de 4En groupe de 4 Classe entière CHRONOLOGIE DES ETAPES : enchaînement linéaire

33 ORGANISATION DE LACTIVITE 4 SCIENCES DE LINGENIEUR Cycle terminal ETUDE DE CAS : LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE SUR UN STEPPER Étape 1 - découverte du principe de détection (ILS) par protocole expérimental sur maquette Étape 2 -Validation du principe de détection par protocole expérimental sur le système 1h TP En groupe de 2 CHRONOLOGIE DES ETAPES : enchaînement linéaire

34 ORGANISATION DE LACTIVITE 5 SCIENCES DE LINGENIEUR Cycle terminal ETUDE DE CAS : LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE SUR UN STEPPER Étape 1 Conception de lalgorigramme de comptage et daffichage du nombre de marches Étape 2 Mise en oeuvre de la solution par simulation 1h TP En groupe de 2 CHRONOLOGIE DES ETAPES : enchaînement linéaire

35 ORGANISATION DE LACTIVITE 6 SCIENCES DE LINGENIEUR Cycle terminal ETUDE DE CAS : LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE SUR UN STEPPER Étape 1 CONCEPTION DE LALGORIGRAMME DE CALCUL DE LENERGIE + SIMULATION DE LAFFICHAGE DE LENERGIE DEPENSEE Etape 2 Mise en œuvre de la solution par simulation Etape 3 ANALYSE DES ECARTS ENTRE SYSTEME REEL ET SYSTEME SIMULE 30min 1h00 TP En groupe de 2 En groupe de 4 CHRONOLOGIE DES ETAPES : enchaînement linéaire

36 ORGANISATION DE LACTIVITE 7 SCIENCES DE LINGENIEUR Cycle terminal ETUDE DE CAS : LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE SUR UN STEPPER Étape 1 Préparation dun compte rendu sous forme de diaporama sur une des activités Etape 2 RESTITUTION ORALE 1h10 min par groupe TD En groupe de 2En groupe de 2 devant classe entière CHRONOLOGIE DES ETAPES : enchaînement linéaire

37 CENTRES DINTERETS ABORDES SCIENCES DE LINGENIEUR Cycle terminal ETUDE DE CAS : LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE SUR UN STEPPER Point de vueCentres dintérêt Système souhaité CI1Analyser un système fonctionnellement et structurellement. Système réel CI2 Expérimenter et mesurer sur un système réel pour évaluer ses performances. CI3 Analyser des constituants dun système réel dun point de vue structurel et comportemental. Système simulé CI4 Concevoir et utiliser un modèle relatif à un système en vue dévaluer les performances de la chaîne dinformation. CI5 Concevoir et utiliser un modèle relatif à un système en vue dévaluer les performances de la chaîne dénergie. Activité 1 Activité 2 Activité 3 Activité 5 et 6 Activité 3 Activité 4

38 COMPETENCES SCIENCES DE LINGENIEUR Cycle terminal ETUDE DE CAS : LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE SUR UN STEPPER Compétences travaillées AnalyserModéliserExpérimenterCommuniquer A1A2A3B1B2B3B4C1C2D1D2 Activité 1 Étape 1Energie alimentaire + rôle du stepperx étape 2 Energie mécanique dans activités physiques x Activité 2 étape 1 Solutions pour augmenter énergie dépensée sur stepper xx étape 2 Recherche déplacement point application force dappui x étape 3 Recherche de la force dappui moyenne sur la pédale x étape 4 Bilan énergie dépensée sur différents stepper + comparaison énergie alimentaire x Activité 3 étape 1 Mise en œuvre qualitative stepper + comportement amortisseur x étape 2 Recherche angle rotation pédale + vitesse rotation pédale x étape 3 Simulation Meca 3d pour établir la loi recherchée force = f(temps) x étape 4 Bilan étude énergie mécanique et lien avec activités suivantes x

39 COMPETENCES SCIENCES DE LINGENIEUR Cycle terminal ETUDE DE CAS : LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE SUR UN STEPPER Compétences travaillées AnalyserModéliserExpérimenterCommuniquer A1A2A3B1B2B3B4C1C2D1D2 Activité 4 Étape 1 Principe de détection déplacement de pédale sur maquette X étape 2 Principe de détection déplacement de pédale sur système réel X Activité 5 étape 1 Conception algorigamme comptage nombre de déplacements XX étape 2 Mise en œuvre de la simulation du comptage de nbre de déplacements X Activité 6 étape 1 Conception du modèle pour calcul de lénergie XX étape 2Mise en œuvre par simulationX étape 3 Analyse des écarts entre le modèle conçu et le système réel XX Activité 7étape 2 Production diaporama de synthèse des résultats XX

40 COMPETENCES – CAPACITES - CONNAISSANCES SCIENCES DE LINGENIEUR Cycle terminal A – ANALYSER A2 – Analyser le Système « identifier les éléments transformés et les flux » Matière dœuvre, valeur ajoutée, flux : Identifier la matière dœuvre et la valeur ajoutée A3 – caractériser des écarts « comparer les résultats expérimentaux avec les résultats simulés et interpréter les écarts » Analyse des écarts Traiter des données de mesures Quantifier des écarts entre des valeurs mesurées et des valeurs obtenues par simulation Rechercher et proposer des causes aux écarts constatés ETUDE DE CAS : LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE SUR UN STEPPER

41 COMPETENCES – CAPACITES - CONNAISSANCES SCIENCES DE LINGENIEUR Cycle terminal B – MODELISER B1 – Identifier et caractériser les grandeurs agissant sur un système « choisir les grandeurs et les paramètres influents en vue de les modéliser » Caractéristiques des grandeurs physiques (mécaniques) Déterminer les parties les plus sollicitées dans un composant B3– Résoudre et simuler « simuler le fonctionnement de tout ou partie dun système à laide dun modèle fourni. » Paramètres dune simulation : Adapter les paramètres de simulation B4 – valider un modèle « interpréter les résultats obtenus » Modèle de connaissance Comparer les résultats obtenus (amplitudes et variations) avec les données du cahier des charges fonctionnel ETUDE DE CAS : LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE SUR UN STEPPER

42 COMPETENCES – CAPACITES - CONNAISSANCES SCIENCES DE LINGENIEUR Cycle terminal C – EXPERIMENTER C2– Mettre en œuvre un protocole expérimental « conduire les essais en respectant les consignes de sécurité à partir dun protocole fourni » « traiter les données mesurées en vue danalyser les écarts» Mettre en œuvre un appareil de mesure Analyser des résultats expérimentaux D – COMMUNIQUER D2 – mettre en œuvre une communication « produire un support de communication » « argumenter » Réaliser un document numérique ETUDE DE CAS : LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE SUR UN STEPPER


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