QCM : Principes de stockage et restitution d'énergie — 12 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quel énoncé décrit le mieux le rôle d’un cahier des charges matériel ?

Il résume les performances finales obtenues en compétition
Il décrit uniquement les matériaux interdits par la réglementation
Il mesure la raideur réelle d’un matériau pendant un effort
Il fixe les attentes envers le matériel en listant ses fonctions et ses contraintes de conception

Il fixe les attentes envers le matériel en listant ses fonctions et ses contraintes de conception

Explication

Le cahier des charges définit les grandes fonctions attendues et les contraintes à respecter pour concevoir le matériel. Il ne se limite ni à la mesure de raideur ni au seul bilan de performance.

2. Que devient une déformation élastique lorsque les forces appliquées cessent ?

Elle ne concerne que les matériaux métalliques
Elle devient irréversible et laisse toujours une marque
Elle s’amplifie progressivement même sans charge
Elle disparaît et le matériau retrouve sa forme initiale ou proche de l’initiale

Elle disparaît et le matériau retrouve sa forme initiale ou proche de l’initiale

Explication

Une déformation élastique est réversible : lorsque l’action des forces cesse, la forme revient. L’irréversibilité correspond au contraire à une autre forme de comportement.

3. Dans le cas d’un solide, que traduit la raideur ?

Le niveau de friction avec l’air
Sa capacité à fondre quand la température augmente
La vitesse de propagation de la lumière dans le matériau
La résistance du matériau à la déformation sous l’action d’une force

La résistance du matériau à la déformation sous l’action d’une force

Explication

La raideur caractérise la résistance à la déformation : plus elle est grande, moins le solide se déforme pour une même sollicitation. Les autres propositions ne décrivent pas cette propriété mécanique.

4. À quoi correspond le coefficient de Poisson pour un matériau donné ?

Au rapport entre la déformation transversale et la déformation longitudinale
À la quantité d’énergie perdue par frottement
À la différence de vitesse avant et après un choc
Au rapport entre la masse et le volume du matériau

Au rapport entre la déformation transversale et la déformation longitudinale

Explication

Le coefficient de Poisson relie la déformation latérale à la déformation longitudinale. Il ne mesure ni la masse volumique ni la dissipation au choc.

5. Quel comportement mécanique est associé à une réponse qui dépend à la fois de la déformation et du temps ?

L’indéformabilité
La plasticité instantanée
La viscoélasticité
L’élasticité linéaire parfaite

La viscoélasticité

Explication

La viscoélasticité combine effet élastique et dépendance au temps, avec dissipation d’énergie. Ce n’est donc pas un comportement purement linéaire et instantané.

6. Quel facteur augmente le plus directement l’énergie potentielle élastique stockée dans un système déformé ?

Une diminution de la zone déformée
Une baisse de la masse du support
Une augmentation de la déformation Δx
Une réduction de la restitution mécanique

Une augmentation de la déformation Δx

Explication

L’énergie potentielle élastique augmente quand la déformation Δx augmente, souvent avec un effet marqué car Δx intervient fortement dans la relation. Les pertes et la masse n’augmentent pas directement cette énergie stockée.

7. De quoi dépend principalement la fréquence de résonance d’un système sportif ?

De la raideur du système et de la masse mise en jeu
Du nombre de spectateurs présents
Uniquement de la couleur du matériau
Seulement de la température extérieure

De la raideur du système et de la masse mise en jeu

Explication

La fréquence de résonance dépend notamment de la raideur et de la masse, donc aussi de l’utilisateur et du mouvement réalisé. Elle n’est pas fixée par un critère décoratif ou extérieur sans lien mécanique.

8. Quelle affirmation décrit correctement le rendement d’un matériel passif de stockage-restitution ?

Il est compris entre 0 % et 100 % car il existe des pertes
Il est toujours supérieur à 100 % en présence d’élasticité
Il est indépendant des pertes internes
Il correspond à la masse du matériau divisée par sa raideur

Il est compris entre 0 % et 100 % car il existe des pertes

Explication

Le rendement est la part de l’énergie stockée qui est effectivement restituée, donc il reste inférieur à 100 % à cause des pertes thermiques et mécaniques. Une valeur supérieure à 100 % signifierait une création d’énergie.

9. Comment peut-on estimer dynamiquement la raideur d’un système en situation de mouvement ?

En mesurant seulement la température de surface
En comparant la masse du système à sa couleur
En observant uniquement la vitesse moyenne sans force
En reliant la force mesurée à la déformation Δx au cours du temps

En reliant la force mesurée à la déformation Δx au cours du temps

Explication

La raideur dynamique se déduit de la relation entre force et déformation Δx pendant le mouvement. Un accéléromètre, lui, mesure surtout les conséquences du comportement mécanique, pas la raideur directement.

10. Pourquoi le trampoline cherche-t-il une grande déformation verticale lors de l’appui ?

Pour rendre le matériau totalement indéformable
Pour supprimer toute restitution et immobiliser l’athlète
Pour augmenter le stockage et la restitution d’énergie
Pour diminuer la zone de déformation au maximum

Pour augmenter le stockage et la restitution d’énergie

Explication

Une plus grande déformation verticale permet de stocker davantage d’énergie puis d’en restituer une part plus importante. Une petite cuvette de déformation réduit au contraire la restitution utile.

11. Dans le saut à la perche, quelle transformation d’énergie est recherchée ?

L’énergie potentielle de la barre est convertie en énergie lumineuse
L’énergie électrique du sol est transférée au sauteur
L’énergie cinétique de la course est convertie en énergie potentielle grâce à la flexion de la perche
L’énergie thermique est transformée directement en énergie chimique

L’énergie cinétique de la course est convertie en énergie potentielle grâce à la flexion de la perche

Explication

Le saut à la perche repose sur la flexion de la perche, qui stocke l’énergie cinétique de la course avant de la restituer sous forme d’élévation. Le rôle de la perche est donc central dans cette transposition énergétique.

12. Quelle limite explique pourquoi un concept textile de restitution d’énergie peut ne pas améliorer la performance ?

La force musculaire disparaît dès qu’un textile est élastique
La réglementation interdit toute déformation des tissus
La restitution peut survenir au mauvais moment, par exemple trop tôt pendant l’appui
Le textile devient forcément plus lourd que tous les autres matériaux

La restitution peut survenir au mauvais moment, par exemple trop tôt pendant l’appui

Explication

Le problème majeur est la synchronisation : si la remise en forme survient trop tôt ou au mauvais moment, l’énergie revient sans aider la propulsion. Le gain de performance disparaît alors malgré le stockage.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 24 flashcards sur Principes de stockage et restitution d'énergie.

Cahier des charges — définition ?

Document fixant attentes et contraintes du matériel.

Fonction principale — rôle ?

Assurer la tâche essentielle du matériel.

Fonction indispensable — exemple ?

Exigence minimale pour que le matériel fonctionne.

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Approfondir avec la fiche

Consultez la fiche de révision complète sur Principes de stockage et restitution d'énergie.

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