Exercice Sous-partie 2 - Modélisation multi-physique · Bac Sciences de l'Ingénieur Métropole 2025 (sujet 2)

Sous-partie 2 – Validation des motoréducteurs

L'objectif de cette sous-partie est de vérifier que le système de propulsion est capable de transporter une personne de 160 kg sur une pente de 20 %.

La figure 8 représente le modèle retenu pour l'étude des actions mécaniques. Elle fournit la position du centre de gravité G du fauteuil et les positions A et B des points de contact des roues avec le sol.

Hypothèses

le modèle présente une symétrie de géométrie et d'efforts suivant le plan $(O, \vec{x}, \vec{y})$;

le repère $(O, \vec{x}, \vec{y})$ lié au sol est considéré galiléen;

les actions de l'air sur le fauteuil et la résistance au roulement sont négligées;

les liaisons en A et B sont des liaisons ponctuelles avec frottement;

l'angle $\alpha$ représente l'angle entre la pente et l'horizontale;

l'angle $\varphi$ représente l'angle entre la perpendiculaire au sol et l'action $\vec{B}_{\text{sol}\to\text{roues}}$;

l'étude se fait dans le cas d'un roulement sans glissement.

Notation et données

L'effort appliqué en un point quelconque D par l'extérieur sur un solide S est noté $\vec{D}_{\text{ext}\to\text{S}} = \begin{pmatrix} T_D \\ N_D \end{pmatrix}$.

la masse totale de l'ensemble S = {fauteuil; personne; système de propulsion} vaut $M = 200\text{ kg}$;

l'accélération de la pesanteur vaut $g = 9{,}81\text{ m}\cdot\text{s}^{-2}$.

Le mouvement du fauteuil est considéré comme un mouvement de translation à vitesse constante. L'étude est ainsi réalisée dans le cadre d'un problème statique.

Question 1.7

Sur le document réponse DR1 et à l'aide du diagramme de définition de blocs de la figure 3, compléter la chaîne de puissance du système de propulsion en indiquant les éléments qui assurent chaque fonction, ainsi que les grandeurs d'efforts et de flux en précisant leurs unités.

1. Constituants assurant les fonctions

2. Grandeurs de flux et d'effort (avec unités)

Entre DISTRIBUER et CONVERTIR:

Entre CONVERTIR et TRANSMETTRE:

Entre TRANSMETTRE et AGIR: