QCM : Cinématique des liaisons mécaniques (19 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quel est l’objectif principal de la modélisation des mécanismes de transmission de puissance ?

Décrire la composition chimique des pièces assemblées
Déterminer la température de fonctionnement des actionneurs
Étudier les mouvements et les efforts mis en jeu
Calculer la durée de vie des matériaux utilisés

Étudier les mouvements et les efforts mis en jeu

Explication

La modélisation permet de réaliser des études cinématiques sur les mouvements et statiques sur les efforts. La composition chimique concerne les matériaux, mais elle ne constitue pas l’objectif décrit ici.

2. Dans un système de transmission de puissance, quel rôle les mécanismes assurent-ils entre le convertisseur et les actionneurs ?

Ils acheminent la puissance vers les actionneurs
Ils transforment les actionneurs en convertisseurs
Ils mesurent directement les efforts transmis
Ils suppriment les fonctions réalisées par le système

Ils acheminent la puissance vers les actionneurs

Explication

Les mécanismes de transmission acheminent la puissance délivrée par le convertisseur vers les actionneurs. La mesure des efforts peut être réalisée par des capteurs, mais elle ne définit pas le rôle de la transmission.

3. Lorsqu’un solide est supposé indéformable, que devient la distance entre deux de ses points au cours du temps ?

Elle reste constante
Elle dépend de la forme de la liaison
Elle augmente selon la charge appliquée
Elle varie avec la vitesse du solide

Elle reste constante

Explication

L’hypothèse d’indéformabilité impose la conservation des distances entre deux points quelconques d’un même solide. Une variation de ces distances caractériserait plutôt un solide déformable.

4. Quelle condition permet de regrouper plusieurs pièces dans une même classe d’équivalence cinématique ?

Elles exercent des efforts de même intensité
Elles possèdent des formes géométriques similaires
Elles sont fabriquées dans le même matériau
Elles n’ont aucun mouvement relatif possible

Elles n’ont aucun mouvement relatif possible

Explication

Une classe d’équivalence rassemble des pièces en contact sans mouvement relatif possible, afin de les considérer comme un seul solide cinématique. Le matériau, l’effort ou la ressemblance des formes ne suffisent pas à établir cette classe.

5. Deux solides sont-ils en contact ponctuel lorsque leur intersection géométrique prend quelle forme ?

Un point
Une ligne courbe
Une surface plane
Un volume commun

Un point

Explication

Le contact ponctuel est défini par une intersection réduite à un point. Une ligne correspond à un contact linéique, tandis qu’une surface commune caractérise un contact surfacique.

6. Quelle intersection géométrique caractérise un contact linéique entre deux solides ?

Une surface plane de même forme
Un volume fermé partagé par les solides
Un point isolé dans l’espace
Une ligne rectiligne ou courbe

Une ligne rectiligne ou courbe

Explication

Un contact linéique correspond à une intersection qui forme une ligne, qu’elle soit rectiligne ou non. Un point isolé décrit un contact ponctuel et une surface commune décrit un contact surfacique.

7. Quelle situation correspond à un contact surfacique entre deux solides ?

Ils partagent une ligne sans surface commune
Ils ont en commun une surface de même forme géométrique
Ils sont séparés par un jeu mesurable entre leurs formes
Ils se rencontrent en un seul point géométrique

Ils ont en commun une surface de même forme géométrique

Explication

Un contact surfacique existe lorsque les solides possèdent une surface plane ou gauche commune de même forme autour du contact. Une rencontre en un point relève du contact ponctuel, qui ne possède pas de surface commune.

8. Combien de degrés de liberté sont nécessaires pour définir la position d’un solide par rapport à un autre dans l’espace ?

Six : trois translations et trois rotations
Quatre : deux translations et deux rotations
Cinq : trois translations et deux rotations
Trois : une translation et deux rotations

Six : trois translations et trois rotations

Explication

La position relative dans l’espace est caractérisée par trois translations et trois rotations, soit six degrés de liberté. Une description limitée à trois, quatre ou cinq mouvements ne suffit pas à définir complètement cette position.

9. Quel est l’effet général d’une liaison entre deux solides sur leurs degrés de liberté ?

Elle transforme chaque rotation en translation correspondante
Elle supprime certaines mobilités et conserve les autres
Elle impose six mobilités indépendantes entre les solides
Elle ajoute des mobilités pour faciliter le mouvement relatif

Elle supprime certaines mobilités et conserve les autres

Explication

Une liaison contraint le mouvement relatif en supprimant certains degrés de liberté tout en conservant les mobilités compatibles avec sa fonction. Elle ne transforme pas nécessairement les rotations en translations et n’ajoute pas de mobilités.

10. Quelle association entre liaison normalisée et degré de liberté est correcte ?

L’encastrement en possède zéro, la glissière et le pivot en possèdent un
L’encastrement en possède trois, la glissière et le pivot en possèdent deux
L’encastrement en possède un, la glissière et le pivot en possèdent deux
L’encastrement en possède deux, la glissière en possède zéro et le pivot en possède un

L’encastrement en possède zéro, la glissière et le pivot en possèdent un

Explication

L’encastrement bloque les mouvements relatifs et possède donc zéro degré de liberté, tandis que la glissière et le pivot en possèdent chacun un. La nature de ce mouvement diffère toutefois : translation pour la glissière et rotation pour le pivot.

11. Quelle distinction décrit correctement la liaison hélicoïdale et le pivot glissant ?

La liaison hélicoïdale couple rotation et translation, tandis que le pivot glissant les rend indépendantes
La liaison hélicoïdale permet deux translations, tandis que le pivot glissant permet deux rotations
La liaison hélicoïdale bloque la rotation, tandis que le pivot glissant couple translation et rotation
La liaison hélicoïdale autorise deux mouvements indépendants, tandis que le pivot glissant n’en autorise qu’un

La liaison hélicoïdale couple rotation et translation, tandis que le pivot glissant les rend indépendantes

Explication

La liaison hélicoïdale possède un seul degré de liberté, car sa rotation et sa translation sont liées par un même axe. Le pivot glissant possède deux degrés de liberté, car la rotation et la translation y sont indépendantes.

12. Quelle caractéristique définit une liaison composée ?

Elle associe plusieurs solides sans imposer de surface de contact déterminée
Elle supprime toutes les mobilités entre deux solides par une surface unique
Elle repose sur une liaison élémentaire et met en jeu une seule surface de contact
Elle associe deux liaisons élémentaires et met en jeu deux surfaces de contact

Elle associe deux liaisons élémentaires et met en jeu deux surfaces de contact

Explication

Une liaison composée résulte de l’association de deux liaisons élémentaires et se définit par deux surfaces de contact. Elle se distingue ainsi d’une liaison élémentaire, fondée sur une seule liaison.

13. Un mécanisme utilise deux liaisons élémentaires associées et deux surfaces de contact pour guider le mouvement relatif de deux solides. Comment cette association doit-elle être qualifiée ?

Comme une liaison sans contrainte définie entre les deux solides
Comme une liaison composée ayant des libertés de mouvement spécifiques
Comme une liaison élémentaire reposant sur un contact unique
Comme un encastrement supprimant toute mobilité relative

Comme une liaison composée ayant des libertés de mouvement spécifiques

Explication

L’association de deux liaisons élémentaires et de deux surfaces de contact correspond à une liaison composée, dont les mouvements possibles dépendent de cette combinaison. Elle ne constitue donc ni une liaison élémentaire à contact unique ni un encastrement par définition.

14. Que répertorie un graphe des liaisons dans un mécanisme ?

Les dimensions géométriques et les matériaux de chaque pièce
Les efforts extérieurs et les couples transmis par les composants
Les classes d’équivalence et les modèles de liaisons entre elles
Les trajectoires des points et les vitesses associées dans le mécanisme

Les classes d’équivalence et les modèles de liaisons entre elles

Explication

Le graphe des liaisons représente les classes d’équivalence ainsi que les modèles de liaisons qui les relient. Les trajectoires, les dimensions et les efforts relèvent d’autres descriptions ou études du mécanisme.

15. Dans un graphe des liaisons, que représentent respectivement un sommet et un arc ?

Une classe d’équivalence et une liaison entre deux classes
Un composant fixe et un degré de liberté associé à ce composant
Un point géométrique et une trajectoire imposée par le mécanisme
Une liaison et une classe d’équivalence entre deux contacts

Une classe d’équivalence et une liaison entre deux classes

Explication

Chaque sommet correspond à une classe d’équivalence, tandis que chaque arc représente une liaison entre deux sommets. La confusion fréquente consiste à inverser ces deux rôles.

16. Quelle est la fonction principale d’un schéma cinématique ?

Calculer directement les efforts exercés sur chaque liaison du mécanisme
Représenter un mécanisme avec des symboles normalisés pour étudier son fonctionnement
Décrire les matériaux des pièces et leurs procédés de fabrication
Répertorier les classes d’équivalence et leurs relations sous forme de graphe

Représenter un mécanisme avec des symboles normalisés pour étudier son fonctionnement

Explication

Le schéma cinématique utilise des symboles de liaisons normalisés pour représenter un mécanisme et faciliter ses études géométriques, cinématiques ou dynamiques. Le graphe des liaisons se concentre davantage sur les relations entre classes.

17. Lors de la construction d’un schéma cinématique, quelle action vient notamment compléter le placement des symboles de liaisons ?

Remplacer les liaisons par des trajectoires indépendantes de leurs axes
Relier les sorties afin de reconstituer les classes d’équivalence
Déterminer les efforts avant de positionner les éléments du mécanisme
Supprimer les points et les axes pour simplifier la représentation spatiale

Relier les sorties afin de reconstituer les classes d’équivalence

Explication

La construction comprend notamment la mise en place des points et des axes, le placement des symboles normalisés, puis la liaison des sorties pour reconstituer les classes d’équivalence. La détermination des efforts n’est pas une étape constitutive de cette construction.

18. Dans quelle situation le mouvement d’un solide par rapport à un autre est-il considéré comme plan ?

Lorsque les deux solides possèdent des formes géométriques identiques et superposables
Lorsque chaque point du solide suit une trajectoire circulaire autour d’un axe fixe
Lorsque le solide conserve une orientation constante dans l’espace pendant son déplacement
Lorsque les trajectoires de tous ses points sont planes et contenues dans des plans parallèles

Lorsque les trajectoires de tous ses points sont planes et contenues dans des plans parallèles

Explication

Le mouvement est plan si les trajectoires de tous les points sont planes et situées dans des plans parallèles, ou si deux plans liés aux solides restent coïncidents. Une trajectoire circulaire ou une orientation constante ne suffit pas à définir cette condition.

19. Combien de degrés de liberté possède un mouvement plan d’un solide ?

Six : trois translations et trois rotations comme dans un mouvement spatial
Trois : deux translations dans le plan et une rotation perpendiculaire au plan
Quatre : trois translations dans l’espace et une rotation autour du plan
Deux : une translation dans le plan et une rotation autour d’un axe du plan

Trois : deux translations dans le plan et une rotation perpendiculaire au plan

Explication

La cinématique plane comporte trois degrés de liberté : deux translations dans le plan et une rotation autour de la direction perpendiculaire au plan. Les six degrés de liberté correspondent à un mouvement spatial général, pas à un mouvement plan.

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Mémorisez les réponses avec 40 flashcards sur Cinématique des liaisons mécaniques.

Que permet la modélisation des mécanismes de transmission de puissance ?

De mener des études cinématiques sur les mouvements et statiques sur les efforts.

Que signifie l'hypothèse d'indéformabilité des solides ?

La distance entre deux points d'un même solide reste constante dans le temps.

Qu'est-ce qu'une classe d'équivalence en cinématique ?

Un groupe de pièces en contact sans mouvement relatif possible.

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