QCM : Liaisons cinématiques (11 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Une liaison de centre O laisse un solide tourner autour des trois axes, sans autoriser de translation. Quelle liaison est-ce ?

Une liaison sphérique à doigt d’axes x⃗ et y⃗
Une liaison appui plan de normale x⃗
Une liaison rotule de centre O
Une liaison pivot glissant d’axe x⃗

Une liaison rotule de centre O

Explication

La rotule de centre O possède trois degrés de liberté correspondant aux rotations Rₓ, Rᵧ et Rz. L’appui plan autorise deux translations, la liaison sphérique à doigt deux rotations, et le pivot glissant une rotation et une translation.

2. Un contact linéaire rectiligne d’axe (O, y⃗) et de normale x⃗ laisse possibles Rₓ, Rᵧ, Tᵧ et Tz. Combien de degrés de liberté possède-t-il ?

Cinq degrés de liberté
Six degrés de liberté
Trois degrés de liberté
Quatre degrés de liberté

Quatre degrés de liberté

Explication

La liaison linéaire rectiligne décrite autorise deux rotations et deux translations, donc quatre degrés de liberté. Trois oublie l’un de ces mouvements, cinq correspond à la liaison ponctuelle, et six à l’absence de liaison.

3. Dans un assemblage, les mouvements permis sont Rₓ, Rᵧ, Rz et Tₓ. Quelle liaison à quatre degrés de liberté faut-il identifier ?

Une liaison rotule de centre O
Une liaison ponctuelle de normale x⃗
Une liaison linéaire rectiligne de normale x⃗
Une liaison linéaire annulaire de direction x⃗

Une liaison linéaire annulaire de direction x⃗

Explication

La liaison linéaire annulaire de centre O et de direction x⃗ permet les trois rotations et la translation Tₓ. La liaison rectiligne permet Tᵧ et Tz, la ponctuelle compte cinq degrés de liberté, et la rotule n’autorise pas de translation.

4. Deux pièces assemblées ne peuvent effectuer aucun mouvement l’une par rapport à l’autre. Quelle liaison les relie ?

Une liaison encastrement
Une liaison hélicoïdale
Une liaison glissière
Une liaison pivot

Une liaison encastrement

Explication

L’encastrement a zéro degré de liberté et n’autorise aucun mouvement relatif. Le pivot permet une rotation, la glissière une translation et l’hélicoïdale associe rotation et translation.

5. Dans un mécanisme, une pièce peut coulisser selon la direction x⃗\vec{x}, mais ne tourne pas par rapport à l’autre. Quelle liaison convient ?

Une liaison glissière de direction x⃗\vec{x}
Une liaison encastrement
Une liaison pivot d’axe (O,x⃗)(O,\vec{x})
Une liaison hélicoïdale d’axe (O,x⃗)(O,\vec{x})

Une liaison glissière de direction $$\vec{x}$$

Explication

La glissière de direction x⃗\vec{x} possède un degré de liberté de translation TxT_x. Le pivot autorise RxR_x, l’encastrement bloque le mouvement relatif et l’hélicoïdale associe les deux mouvements.

6. Une liaison possède deux degrés de liberté, tous deux rotationnels : la pièce peut tourner autour des axes x⃗\vec{x} et y⃗\vec{y}. Quelle liaison est décrite ?

Une liaison rotule de centre OO
Une liaison pivot d’axe (O,x⃗)(O,\vec{x})
Une liaison sphérique à doigt d’axes (O,x⃗)(O,\vec{x}) et (O,y⃗)(O,\vec{y})
Une liaison pivot glissant d’axe (O,x⃗)(O,\vec{x})

Une liaison sphérique à doigt d’axes $$(O,\vec{x})$$ et $$(O,\vec{y})$$

Explication

La liaison sphérique à doigt considérée autorise les rotations RxR_x et RyR_y et possède deux degrés de liberté. Le pivot glissant combine rotation et translation, la rotule autorise trois rotations et le pivot une seule.

7. Une liaison autorise à la fois la rotation autour de x⃗\vec{x} et la translation selon x⃗\vec{x}, sans mouvement supplémentaire. De quelle liaison s’agit-il ?

Une liaison sphérique à doigt d’axes (O,x⃗)(O,\vec{x}) et (O,y⃗)(O,\vec{y})
Une liaison glissière de direction x⃗\vec{x}
Une liaison pivot glissant d’axe (O,x⃗)(O,\vec{x})
Une liaison pivot d’axe (O,x⃗)(O,\vec{x})

Une liaison pivot glissant d’axe $$(O,\vec{x})$$

Explication

Le pivot glissant d’axe (O,x⃗)(O,\vec{x}) a deux degrés de liberté : RxR_x et TxT_x. Le pivot et la glissière n’en autorisent chacun qu’un, tandis que la liaison sphérique à doigt permet deux rotations.

8. Un contact ponctuel en O, de normale x⃗, laisse possibles les rotations Rₓ, Rᵧ et Rz ainsi que les translations Tᵧ et Tz. Quel mouvement est empêché par cette liaison ?

La translation Tₓ
La translation Tᵧ
La rotation Rz
La rotation Rₓ

La translation Tₓ

Explication

La liaison ponctuelle de normale x⃗ possède cinq degrés de liberté : les trois rotations et les translations Tᵧ et Tz. La translation normale Tₓ est donc le mouvement absent; les trois autres mouvements cités sont autorisés.

9. Un axe orienté selon x⃗\vec{x} permet à une pièce de tourner par rapport à l’autre, sans autre mouvement. Quelle liaison correspond à cette situation ?

Une liaison glissière de direction x⃗\vec{x}
Une liaison pivot d’axe (O,x⃗)(O,\vec{x})
Une liaison encastrement
Une liaison hélicoïdale d’axe (O,x⃗)(O,\vec{x})

Une liaison pivot d’axe $$(O,\vec{x})$$

Explication

Le pivot d’axe (O,x⃗)(O,\vec{x}) a un degré de liberté correspondant à la rotation RxR_x. La glissière autorise TxT_x, l’encastrement aucun mouvement et l’hélicoïdale couple rotation et translation.

10. Un mécanisme autorise la rotation Rₓ ainsi que les translations Tᵧ et Tz, pour un total de trois degrés de liberté. Quelle liaison correspond à cette description ?

Une liaison ponctuelle de normale x⃗
Une liaison appui plan de normale x⃗
Une liaison rotule de centre O
Une liaison linéaire annulaire de direction x⃗

Une liaison appui plan de normale x⃗

Explication

L’appui plan de normale x⃗ autorise Rₓ, Tᵧ et Tz, soit trois degrés de liberté. La rotule n’autorise que des rotations, tandis que les liaisons linéaire annulaire et ponctuelle possèdent respectivement quatre et cinq degrés de liberté.

11. Deux pièces sont assemblées sans contrainte de liaison entre elles. Combien de degrés de liberté relatifs leur assemblage possède-t-il ?

Trois degrés de liberté
Quatre degrés de liberté
Six degrés de liberté
Cinq degrés de liberté

Six degrés de liberté

Explication

L’absence de liaison correspond à une liaison libre, qui possède six degrés de liberté. Cinq correspond à la liaison ponctuelle, quatre aux liaisons linéaires citées, et trois à la rotule ou à l’appui plan.

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Combien de degrés de liberté possède une liaison encastrement ?

0 degré de liberté.

Quel mouvement relatif une liaison encastrement autorise-t-elle ?

Aucun mouvement relatif.

Combien de degrés de liberté possède une liaison pivot d’axe (O,x⃗)(O, \vec{x}) ?

1 degré de liberté.

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