QCM : Introduction aux liaisons mécaniques et torseurs — 12 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle écriture vectorielle correspond au moment d’une force appliquée en un point P et calculé en A ?

M⃗_A(F)=→AP∧F⃗
M⃗_A(F)=F⃗/→AP
M⃗_A(F)=→PA·F⃗
M⃗_A(F)=→AP+F⃗

M⃗_A(F)=→AP∧F⃗

Explication

Le moment en A s’exprime par le produit vectoriel entre le vecteur position →AP et la force F⃗. Cette écriture donne la direction du moment et son sens par la règle du produit vectoriel.

2. Quelle relation permet de transporter le moment d’une force d’un point B vers un point A ?

M⃗_A(F)=→AB∧M⃗_B(F)
M⃗_A(F)=→BA·F⃗
M⃗_A(F)=M⃗_B(F)−→AB∧F⃗
M⃗_A(F)=M⃗_B(F)+→BA∧F⃗

M⃗_A(F)=M⃗_B(F)+→BA∧F⃗

Explication

La relation de transport relie les moments en deux points par l’ajout du terme →BA∧F⃗. Elle permet de passer d’un point de réduction à un autre sans refaire tout le calcul.

3. Dans le cas d’une clé exerçant une force autour d’un écrou, quand le couple de serrage est-il maximal ?

Lorsque la force est nulle
Lorsque la force passe par l’axe de rotation
Lorsque la force est parallèle au bras de levier
Lorsque la force est perpendiculaire au bras de levier

Lorsque la force est perpendiculaire au bras de levier

Explication

Le moment vaut proportionnellement Lsinα, donc il est maximal pour α=π/2, quand la force est perpendiculaire au bras de levier. Si la force est parallèle au bras de levier, le couple est nul.

4. Quelle distinction décrit correctement une action mécanique à distance par rapport à une action de contact ?

Elle nécessite toujours une surface de contact
Elle n’apparaît qu’en présence de frottement
Elle est forcément appliquée en un point unique
Elle s’exerce par un champ sans contact direct

Elle s’exerce par un champ sans contact direct

Explication

Une action à distance agit sans contact direct, par exemple via la pesanteur ou une interaction électrique. À l’inverse, une action de contact résulte d’un contact entre solides ou avec un milieu.

5. Dans un contact ponctuel sans frottement, quelle composante de la réaction de contact subsiste ?

Aucune composante
La composante normale et la composante tangentielle
La composante tangentielle uniquement
La composante normale uniquement

La composante normale uniquement

Explication

Sans frottement, la réaction tangentielle est nulle et l’effort de contact est purement normal au plan de contact. C’est l’une des simplifications essentielles du contact ponctuel sans frottement.

6. Qu’est-ce qui caractérise une liaison parfaite ?

Une liaison qui bloque tous les mouvements
L’absence de jeu et l’absence de frottement
Une transmission avec frottement maximal
La présence d’un jeu contrôlé

L’absence de jeu et l’absence de frottement

Explication

Une liaison parfaite est idéale : elle ne comporte ni jeu ni frottement. Elle ne bloque pas forcément tous les mouvements, car cela dépend du type de liaison.

7. Comment obtient-on la forme du torseur associé à une liaison de mécanisme ?

En ne gardant que les forces extérieures appliquées au mécanisme
En supposant que toutes les composantes du torseur sont nulles
En isolant la liaison puis en recensant les mouvements relatifs indépendants autorisés
En ajoutant les degrés de liberté de tous les solides

En isolant la liaison puis en recensant les mouvements relatifs indépendants autorisés

Explication

Pour déterminer le torseur d’une liaison, on isole la liaison et on identifie les mouvements relatifs indépendants qu’elle autorise ou interdit. Les composantes nulles du torseur correspondent ensuite aux degrés de liberté supprimés.

8. Pour une liaison linéaire annulaire parfaite, quelles composantes du torseur normalisé sont nulles si les rotations autour de x, y et z sont impossibles ?

X_A, Y_A et Z_A
X_A, M_A et Z_A
L_A, N_A et Z_A
L_A, M_A et N_A

L_A, M_A et N_A

Explication

Si les rotations autour de x, y et z sont impossibles, les composantes associées aux moments autour de ces axes s’annulent : L_A, M_A et N_A. Les composantes nulles traduisent les degrés de liberté supprimés par la liaison.

9. Dans une liaison sans frottement et avec plan de symétrie, quelle propriété du torseur d’action est mise en évidence ?

La résultante est perpendiculaire au plan et le moment est dans le plan
La résultante appartient au plan et le moment est perpendiculaire au plan
La résultante et le moment sont tous deux perpendiculaires au plan
Le moment est nul quelle que soit la liaison

La résultante appartient au plan et le moment est perpendiculaire au plan

Explication

Le plan de symétrie impose que la résultante soit contenue dans le plan et que le moment soit perpendiculaire à ce plan. Cette propriété simplifie fortement l’écriture du torseur.

10. Dans un mécanisme plan, quelle forme générale prend l’action mécanique lorsque les hypothèses de symétrie sont réunies ?

Un torseur glisseur avec résultante dans le plan et moment perpendiculaire
Un torseur avec résultante hors du plan et moment dans le plan
Un torseur où toutes les composantes sont forcément nulles
Un torseur sans résultante et sans moment

Un torseur glisseur avec résultante dans le plan et moment perpendiculaire

Explication

Dans un mécanisme plan, la résultante reste dans le plan de symétrie et le moment est perpendiculaire au plan, ce qui correspond à un torseur glisseur. C’est la forme adaptée à l’étude plane.

11. Quelle affirmation décrit correctement la schématisation normalisée des liaisons courantes ?

Elle n’est utile que pour les mécanismes déjà fabriqués
Elle représente les liaisons de façon standardisée, indépendamment du choix technologique
Elle remplace les liaisons par des pièces réelles détaillées
Elle impose toujours un mouvement plan au mécanisme

Elle représente les liaisons de façon standardisée, indépendamment du choix technologique

Explication

La schématisation normalisée fournit une représentation standard des liaisons, indépendante de la solution technologique retenue. Elle sert à décrire les contraintes de mouvement de manière commune.

12. À quoi sert principalement un schéma cinématique d’un mécanisme ?

À imposer que le mécanisme fonctionne uniquement dans un plan
À calculer directement les efforts de frottement en détail
À relier les solides par des liaisons idéales pour analyser leur mouvement
À remplacer les solides par leurs dimensions réelles exactes

À relier les solides par des liaisons idéales pour analyser leur mouvement

Explication

Le schéma cinématique modélise le mécanisme en reliant les solides par des liaisons idéales afin d’étudier le mouvement. Il peut servir à comprendre un système existant ou à en concevoir un nouveau.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 24 flashcards sur Introduction aux liaisons mécaniques et torseurs.

Moment d’une force — définition ?

Produit vectoriel entre le bras de levier et la force.

Relation de transport du moment — rôle ?

Permet de calculer le moment en un point à partir d’un autre.

Moment de la force — lien avec couple ?

Le moment est le couple de serrage en un point.

Voir les flashcards →

Approfondir avec la fiche

Consultez la fiche de révision complète sur Introduction aux liaisons mécaniques et torseurs.

Voir la fiche →

Cours similaires

Crée tes propres QCM

Importe ton cours et l'IA génère des QCM avec corrections en 30 secondes.

Générateur de QCM