Moteur 4 temps – simulation, animation interactive

Le moteur à 4 temps est un moteur à explosion (à combustion interne ou thermique) utilisé pour la propulsion de nombreux véhicules de transport. Il nécessite la succession de quatre phases : l’admission du mélange air/carburant, sa compression par remontée d’un piston, l’allumage par une bougie qui produit la combustion source d’énergie, puis l’échappement des gaz brûlés. Et le cycle recommence.

Cliquer sur pour avancer à l’étape suivante.

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Machine à vapeur – simulation, animation interactive

Comme son nom l’indique, la machine à vapeur exploite la force motrice de la vapeur d’eau portée à haute pression. C’est une technologie qui convertit l’énergie thermique (chaleur) en énergie mécanique (travail).

La chaudière chauffe l’eau pour la transformer en vapeur. La pression générée est ensuite utilisée pour pousser un piston à l’intérieur d’un cylindre. Le piston est accroché à une bielle qui permet de transformer le mouvement de translation en mouvement de rotation.

L’animation ci-dessus représente la machine à vapeur de l’écossais James Watt. Elle comporte de nombreuses améliorations par rapport aux machines de ses prédécesseurs (Somerset, Papin, Savery, Newcomen). Il invente en 1782 le principe d’une machine à double effet (ou double action) dans laquelle un tiroir glissant distribue la pression pour que le piston soit entraîné à l’aller comme au retour.

Le régulateur à boule est une autre innovation apportée par James Watt (1788). Il permet de maintenir une vitesse quasiment constante malgré les fluctuations de la pression disponible.

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Moteur à explosion #2 – simulation, animation interactive

Le moteur à 4 temps est un moteur à explosion (à combustion interne ou thermique) utilisé pour la propulsion de nombreux véhicules de transport. Il nécessite la succession de quatre phases:

  1. l’admission du mélange air/carburant.
  2. compression par remontée d’un piston.
  3. allumage par une bougie qui produit la combustion. C’est la source d’énergie.
  4. échappement des gaz brûlés.

Et le cycle recommence.

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Transfert d’énergie mécanique – simulation, animation interactive


Em représente l’énergie mécanique (totale). Elle est exprimée en Joules.
Cette activité nous permet d’aborder l’énergie potentielle de pesanteur Ep. Dans notre représentation, l’origine de l’énergie potentielle est choisie arbitrairement au point le plus bas (Ep=0 quand h=0). L’énergie potentielle, exprimée en Joules, est proportionnelle à la masse (exprimée en kg) et à l’altitude (exprimée en m) selon la formule:
Ep=mgh
Seule l’énergie mécanique Em est représentée. Si on considère que Em se conserve (aucune perte), c’est que l’énergie potentielle Ep se transforme en énergie cinétique Ec (non représentée !)  avec en permanence la relation Em = Ec + Ep

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Les éoliennes, c’est du vent

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Certains les trouvent laides, d’autres (moins nombreux il faut l’avouer) les trouvent belles : les éoliennes… Et si les éoliennes étaient du vent et recouvraient un grand échec ? Problème quant à la production de l’énergie, problème d’intermittence, problème de stockage, problème … Lire la suite

Conservation de l’énergie – simulation, animation interactive

L’énergie totale Em=Ec+Ep de la masse reste constante. Elle se répartit entre énergie potentielle et énergie cinétique en accord avec les lois de conservation de l’énergie.

Cliquer puis faire glisser la masse en mouvement pour fixer de nouvelles conditions initiales.

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Énergies et moyens de transport – simulation, animation interactive

Pour se déplacer, seul ou à plusieurs, avec ou sans marchandise, il faut consommer de l’énergie. Cette énergie va être transformée en force motrice pour nous faire avancer ou pour faire avancer le véhicule qui nous transporte.

Les combustibles fossiles (charbon, pétrole, gaz) sont les sources d’énergie les plus utilisées dans les transports malgré les polluants rejetés lors de la combustion.

Remarque: Tous les cas ne sont pas représentés. De plus, certains véhicules combinent plusieurs sources d’énergie comme le vélo électrique (le conducteur doit pédaler), la voiture électrique (parfois équipée d’un moteur thermique), ou le planeur et la montgolfière qui nécessitent une source d’énergie initiale avant de fonctionner avec la force du vent.

Faire glisser une source d’énergie et un type de moyen de transport au centre de l’écran pour découvrir la correspondance. Il y a 24 correspondances à trouver.

Source : Énergies et moyens de transport – simulation, animation interactive – eduMedia