L'évolution des objets techniques, comme l'automobile, est influencée par divers facteurs. Les objets sont regroupés en familles partageant une fonction d'usage commune, et au sein de ces familles, des lignées apparaissent, marquées par des innovations techniques majeures. Cette évolution est guidée par des besoins sociétaux (demande de confort, de sécurité, etc.) qui deviennent des contraintes pour les concepteurs. De plus, les objets techniques ont des conséquences environnementales qu'il est essentiel de prendre en compte, comme la pollution, incitant à des innovations plus durables. Ainsi, l'évolution technique est indissociable des enjeux de société et environnementaux.
La circulation de l'énergie dans un système peut être analysée en termes de blocs fonctionnels, représentant les différentes étapes et processus qui permettent le fonctionnement de ce système.
Alimenter : point de départ de la circulation de l'énergie.
Distribuer : l’énergie doit être distribuée vers les endroits où elle sera utilisée. Cela peut impliquer des systèmes de transport (câbles) ou de distribution spécifique (interrupteur).
Convertir : l'énergie peut être convertie d'une forme à une autre pour répondre aux besoins spécifiques de l’objet.
Transmettre : un système de transmission peut être utilisé pour ajuster ou modifier les caractéristiques du mouvement ou de l'énergie convertie.
Trouver la formule
Extraire les données de l'énnoncé (et convertir les unités si besoin)
Calculer (et encadrer le résultat) Aucune unité dans le calcul, uniquement sur le résultat.
Un robot culinaire multifonction est utilisé sur sa batterie intégrée. Sa capacité énergétique est de 80 Wh. Lorsqu'il mélange une pâte, il consomme une puissance constante de 40 W.
Calculer l'autonomie maximale (en heures) de ce robot lors de cette préparation.
Etape 1 : Trouver la formule
Δ t = E / P
Etape 2 : Extraire les données
E = 80 Wh
P = 40 W
Etape 3 : Calculer
Δ t = 80 / 40 = 2 h
La batterie d'un vélo à assistance électrique (VAE) a une capacité de 1,2 kWh. Le moteur, lors d'une montée difficile, demande une puissance moyenne de 300 W.
Question 1 : Convertir la capacité de la batterie en Watts-heures (Wh).
1,2 kilo = 1,2 x 1000 = 1200
1,2 kWh = 1200 Wh
Question 2 : Calculer combien de temps (en heures) le cycliste peut bénéficier de l'assistance avant que la batterie ne soit vide.
Etape 1 : Trouver la formule
Δ t = E / P
Etape 2 : Extraire les données
E = 1200 Wh
P = 300 W
Etape 3 : Calculer
Δ t = 1200 / 300 = 4 h
Sarah souhaite filmer un spectacle qui dure toute la soirée.
Données de la caméra :
Capacité de la batterie interne : 12 Wh
Consommation moyenne en filmant : 4 W
Question 1 : Calculer l'autonomie de la caméra seule (en heures) si elle est chargée à 100%.
Etape 1 : Trouver la formule
Δ t = E / P
Etape 2 : Extraire les données
E = 12 Wh
P = 4 W
Etape 3 : Calculer
Δ t = 12 / 4 = 3 h
Question 2 : Sarah branche une batterie externe de secours de 28 Wh. Quelle est l'énergie totale (en Wh) dont dispose Sarah pour son tournage ?
Etape 1 : Trouver la formule
ETotale = ECaméra + EBatterie
Etape 2 : Extraire les données
ECaméra = 12 Wh
EBatterie = 28 Wh
Etape 3 : Calculer
ETotale = 12 + 28 = 40 Wh
Question 3 : Calculer l'autonomie totale (en heures) de l'ensemble (Caméra + Batterie externe).
Etape 1 :
Δ t = E / P
Etape 2 :
E = 40 Wh
P = 4 W
Etape 3 :
Δ t = 40 / 4 = 10 h
Question 4 : Le spectacle dure 9 heures. Sarah pourra-t-elle filmer l'intégralité de l'événement ? Justifier par un calcul.
Sarah dispose de 10 heures d'autonomie et le spectacle dure 9 heures, comme 10 > 9, alors oui, elle pourra filmer l'intégralité de l'événement.
La chaîne d’information est composée de trois blocs fonctionnels qui interagissent pour permettre le bon fonctionnement d’un système automatisé :
Acquérir : Capteurs, permettant de mesurer des grandeurs physiques.
Traiter : Unité de traitement, recevant l’information fournie par les capteurs.
Communiquer : éléments permettant l’interaction entre le système et les utilisateurs mais également permettant d’envoyer des ordres à la chaîne d’énergie.
Un modèle d'apprentissage automatique est entraîné à l’aide de données d’entrées qui sont classées. L'IA n'est pas infaillible et elle peut être « piégée » par des éléments non reconnus, soulignant ainsi la nécessité d'un esprit critique face à son utilisation.
Décrire les liens entre usages et évolutions technologiques des objets et des systèmes techniques
L’évolution des OST
Familles et lignées d’objets techniques (voitures thermiques, hybrides, électriques)
Contraintes sociétales :
sécurité
environnement
confort
Principes techniques liés à la motorisation
Développement durable :
impacts environnementaux
cycle de vie d’un OST
Critères de choix :
efficacité énergétique
durabilité
recyclabilité