Série 6 - Modéliser, prévoir et vérifier les performances statiques des systèmes

Vérification des performances

VERIFICATION DES PERFORMANCES.

La cordeuse (modèle SP55) permet de tendre les cordes avec une tension comprise entre 50N et 400N. Le constructeur annonce pour la tension de la corde une fidélité de +/- 1%.

Q1 :

- Expliquer en quelques mots ce que signifie le terme fidélité.

- Expérimentalement, étudier la fidélité du mécanisme de mise en tension de la corde, sans la pince dans un premier temps puis avec la pince. Conclure quant au respect de la fidélité annoncée par le constructeur.

Manipulation 4: Influence du contact corde raquette sur la tension.

• Réaliser 1.5 aller/retour de corde sur la raquette en faisant attention à ne pas coincer le fil du capteur d'effort,

• Mettre en tension le cordage,

• Relever la tension effective dans le brin lié au capteur d'effort et dans le brin lié au mécanisme de mise en tension.

Q2 :

-Que dire des deux tensions relevées ?

- Expliquer qualitativement l'origine de ces écarts. Quelle est la différence entre précision et fidélité ?

Manipulation 5:

• Reprendre l'expérimentation ci-dessus mais cette fois, mettre chaque brin en tension et utiliser la pince pour maintenir la tension entre chaque retournement.

• Relever la tension effective dans le brin lié au capteur d'effort et dans le brin lié au mécanisme de mise en tension.

Q3 : Quelle est l'influence de la pince ? Conclure.

Caractéristiques mécaniques de la corde.

On souhaite valider expérimentalement le modèle d'influence du frottement corde/raquette développé ci-dessus. Il faut pour cela être capable de mesurer la tension de la corde dans chaque brin. Cependant, on ne dispose que de la mesure dans le brin 3 directement attaché au capteur d'effort ainsi que dans le brin 0 lié au chariot de mise en tension. Pour évaluer la tension dans les brins 1 et 2, on se propose d'utiliser les caractéristiques mécaniques de la corde.

Manipulation 6:

• Disposer la corde sur la cordeuse en ne réalisant qu'un aller entre le capteur et le chariot de mise en tension,

• Avec un stylo, placer deux repères distants d'environ 10cm sur la corde,

• Pour différentes valeurs de tension de la corde, relever la distance entre les deux repères et la tension réelle dans la corde donnée par le capteur d'effort.

• Tracer la variation de longueur de la corde en fonction de la tension dans celle-ci.

Q4 :

- Que dire de l'allure de la courbe obtenue ? Proposer un modèle de comportement mécanique de la corde.

- Expliquer comment ce modèle de comportement mécanique de la corde permet dévaluer la tension dans les brins 1 et 2.

Validation du modèle d'influence du frottement.

Manipulation 7:

• Mettre en place la corde sur la cordeuse de façon à avoir deux aller et retour de corde,

• Sur les deux brins 1 et 2 disposer deux repères comme précédemment,

• Pour différentes valeurs de mise en tension, relever la tension dans chaque brin de la corde,

• Tracer l'évolution de T1, T2 et T3 en fonction de T,

• Sur le même graphique, tracer l'évolution théorique T1, T2 et T3 en fonction de T (cf partie théorique).

Q5 : Comparer les deux courbes et conclure sur la validité du modèle.

UTILISATION DES PINCES LORS DU CORDAGE.

Les expérimentations ci-dessus ont permis de montrer qu'il n'est pas possible d'effectuer tout le cordage puis de tendre la corde ensuite. Dans ce cas la tension dans le cordage ne serait pas uniforme. On se propose donc ici de valider l'intérêt des pinces et de définir les précautions d'emplois de celles–ci.

Manipulation 8: Utilisation des pinces

• Effectuer le cordage de la raquette en tendant chaque brin et en maintenant cette tension à l'aide des pinces,

• Une fois le cordage effectué relever la tension dans chaque brin.

Q6 : Le cordage obtenu est-il uniforme ? Que dire de la valeur de tension réelle dans le cordage par rapport à la tension imposée ? Cette tension est-elle répétable ?

Conclusion

Q6' :

- Aux vues des résultats obtenus, quelles sont les précautions à prendre lors du cordage de la raquette ?

- Proposer un mode opératoire permettant d'obtenir un cordage de bonne qualité (tension uniforme et conforme à la valeur souhaitée par le joueur).

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