La neige, les cristaux…

La neige, les cristaux…

La neige :

Cristaux de neige

Cristaux de neige

Avec la glace, la neige est l’une des deux formes solides courantes de l’eau.
La neige est de la pluie qui gèle, elle se forme en tombant du ciel. La température pour qu’elle se forme est proche de zéro degré Celsius (de moins 2 à plus 2 degrés environ). L’eau devient ainsi des petits flocons de neige en forme d’étoile, ce sont des cristaux. La cristallisation est le passage du liquide au solide.

Les cristaux de neige peuvent prendre plusieurs formes en fonction des conditions divers qu’ils vont rencontrer (température, vent, degré d’humidité dans l’air, vent)…

Les cristaux :

L’eau n’est pas la seule matière qui peut se présenter sous forme de cristaux.

On trouve parmi les plus connus :

cristaux de sel

cristaux de sel

Cristaux de sucre

Cristaux de sucre

Cristaux de quartz

Cristaux de quartz

Comme toutes les matières, le sel, l’eau, le sucre etc… sont constitués d’atomes

La taille d’un atome est infiniment petite : elle est de l’ordre de 0,1 nm soit 0,000 000 1 mm !

Les atomes sont bien trop petits pour être visibles à l’aide d’un microscope optique. Il faut utiliser un microscope à effet tunnel pour observer les atomes dans la matière.

Microscope à tunnel

Microscope à tunnel

Toute la matière est constituée d’atomes arrangés de différentes façons.

Il existe différentes sortes d’atomes…

Lorsque des atomes s’associent ensemble on parle de molécules (nous avons déjà vu la molécule d’eau lors d’un cours précédent). Les molécules constituent alors de la matière ! Il y a par exemple autant de molécules d’eau dans une goutte d’eau que de gouttes d’eau dans la mer méditerranée !

Atome d'une feuille d'or

Atome d’une feuille d’or

carbone

Atome de cuivre

Atome de cuivre

La particularité des cristaux est que leurs molécules « s’emboitent » de manière régulière et en créant des formes géométriques.

Les cristaux de sel ou de roche semblent dessinés à la règle et au compas lorsqu’on les observe à la loupe. A l’intérieur, les cristaux sont constitués de touts petites particules que l’on appelle des atomes. Ils sont rangés selon un motif qui se répète à l’infini. Chaque type de cristal possède son propre motif ce qui lui donne une couleur et une forme particulière.

Molécule de sucres composée d’atomes de carbone, d’hydrogène et d’oxygène.

Molécule de sucres composée d’atomes de carbone, d’hydrogène et d’oxygène.

Molécule de chlorure de sodium

Molécule de chlorure de sodium


FICHE SYNTHES A TELECHARGER

iconeCristaux

Du matériau à l’objet : Le parcours du bois

Du matériau à l’objet : Le parcours du bois

Regardons le document ci-dessous, quel est l’état de la forêt en France ?

foret-graphe-1

Que décrit-il ?

Que constate-t-on ?

Combien mesure un “hectare”

 

Le bois est sans doute le matériau le plus utilisé par l’Homme depuis les début de l’humanité. Facile à exploiter, faciles à prélever et à mettre en forme. Les différentes essences de bois ont des caractéristiques différentes permettant de nombreux usages.

 

L’exploitation du bois :

 

 

Les métiers du bois en film :

Les métiers du bois

 

 

 

La découpe moderne

 

Les usages du bois :

utilisation_boisbois_papier-1


ACTIVITE

UtilisationBois

 


FICHE SYNTHESE A TELECHARGER :

ParcoursBois

 

 

Façonner les matériaux

Façonner les matériaux

 

Pour fabriquer un objet technique, il faut transformer les matériaux, façonner le matériau.

il existe, pour simplifier, quatre familles de techniques utilisables pour façonner un matériau

  • Façonnage par usinage : on enlève de la matière

Découvrons quelques une de ces techniques : dans ces techniques,on utilise à chaque fois, un outil tranchant réalisé dans un matériau extrêmement dur capable de découper mêmes les métaux les plus résistants

– Le perçage : un foret tourne et transperce le matériau enlevant au passage de la matière qui se transforme en copeaux.

– Le fraisage : l’outil appelé “fraise” est tranchant sur les cotés et permet de retirer de la matière et de creuser des formes dans le matériau.

–  Le tournage : dans ce procédé c’est la pièce à usiner qui tourne et non l’outil. Le tour permet d’obtenir des formes cylindriques

Aujourd’hui ces machines sont complexes et pilotées par ordinateur, certaines d’entre-elles sont capables de faire toutes les opérations citées ci-dessous à la fois.

La célèbre marque à la pomme, par exemple, conçoit le boitier des ses ordinateurs à partir d’un bloc d’aluminium, une machine s’occupe de la mise en forme de l’objet :

  • Façonnage par formage : on change la forme de la matière sans rien perdre

    Il s’agit de déformer le matériau en le compressant, le pliant, ou le moulant

– l’emboutissage : une presse donne sa forme à l’objet. de nombreux objets en métal ou plastique sont réalisés ainsi.

– le pliage et cintrage : on plie le matériau ou on le cintre (tubes). C’est avec cette technique que les guidons de vélo sont fabriqués

– Le moulage : on fond le matériau et on l’injecte ou coule dans un moule. Pour les formes creuses (bouteille…) il est nécessaire d’injecter de l’air.

  • Façonnage par assemblage : on assemble plusieurs parties de matériau ensemble

On peut coller, clouer, souder, agrafer ou emboiter plusieurs pièces ensembles…

Ces volets sont faits de planches clouées et vissées

Ces volets sont faits de planches clouées et vissées

Les pièces de ce puzzle tiennent entre elles grâce à un astucieux système d'emboitage

Les pièces de ce puzzle tiennent entre elles grâce à un astucieux système d’emboitage

Exemple de soudage : le soudage par point, ce procédé est utilisé par exemple dans le domaine de l’automobile.

  • Façonnage par ajout de matière :

    – L’imprimante 3D : la machine pilotée par un ordinateur ajoute de couches successives de matières pour concevoir un objet. C’est un procédé de façonnage en plein essor voué à un bel avenir.

 

 

Les matériaux : situation de départ

Les matériaux : situation de départ

 Benjamin veut choisir un nouveau vélo tout terrain sur le site d’un magasin de sport. Il consulte la fiche descriptive d’un modèle de VTT qui lui plait.
Répondre aux questions en bas de page pour l’aider dans son choix…
SES CARACTÉRISTIQUES
TAILLE : M / L
TAILLE DE ROUE : 26 pouces
POIDS : 14.7 kg en L sans pédale
GARANTIE A VIE : Cadre, fourche, guidon
SUSPENSION : Pas de suspension.
COLORIS : noir
INFORMATIONS TECHNIQUES
Cadre Géométrie VTT Loisir en acier HI-TEN, avec tubes oversize pour plus de résistance.
Peinture trois couches, pour assurer une protection durable du cadre.
Disponible en 2 tailles.
Cadre garantie à vie.
Fourche Fourche rigide en acier cintrée, pour plus de confort.
Fourche garantie à vie.
Suspension Pas de suspension arrière.
Transmission Pédalier en acier, en triple plateau (22 / 34 / 42 dents), avec protection plastique solide.
Dérailleur avant SHIMANO TZ30, avec 3 vitesses.
Dérailleur arrière SHIMANO TY21, avec 7 vitesses.
Roue libre 7 vitesses SHIMANO TZ 21, en 14 / 28 dents.
Commandes à poignées tournantes MICROSHIFT.
Chaîne KMC Z51.
Freins Leviers de freins en aluminium, pour une utilisation à 2 doigts
Etriers de freins V-brake, à ressort hélicoïdal : plus puissant et progressif. Visserie traitée anticorrosion.
Cintre Cintre VTT en acier, en 580 mm de large.
Potence Potence VTT semi-relevée en acier, en 105 mm.
Direction Jeu de direction du type A-Head set : résistance aux chocs et rigidité de la direction assurée.
Poignées B’TWIN SPORT 300.
Selle Selle exclusive B’TWIN ERGOFIT, plus large et de type “hamac” pour une bonne répartition des points de pression et donc plus de confort.
Tige de selle Tige de selle en acier, de diamètre 25.4 mm, d’une longueur de 300 mm.
Roues Jantes en aluminium, à simple paroi, à 36 trous, pour plus de résistance.
Moyeu avant à blocage rapide, pour démonter la roue facilement (réparation ou stockage).
Pneus Pneus VTT polyvalent 26 pouces, qui offrent un bon rendement sur route mais aussi une excellente accroche sur les chemins.
Pédales Pédales plates VP à roulements qui offrent une excellente accroche.

Accessoires Livré avec protège dérailleur et protège plateau, sonnette, éclairages avant et arrière et catadioptres de roues et de pédales.

Poids 14.55 kg en M sans pédale.

QUESTIONS

Quelles sont les qualités que l’on attend d’un vélo tout terrain ?
Comment le constructeur peut-il arriver à atteindre un bon niveau de qualité ?
Que définissent les mots : acier, et aluminium ?
Pourquoi les roues ne sont-elles pas faites elles aussi en acier ?
Que signifie le terme “anticorrosion” ?
Les caractéristiques des matériaux

Les caractéristiques des matériaux

A travers ces trois expériences nous allons mettre en évidence trois caractéristiques des matériaux :

  • La conductivité
  • L’adhérence
  • La mesure de densité
Expérience 1 : La conductivité

pho0050622c-c896-11e3-a0d5-4cf6b1b36501-805x453Les connecteurs microscopiques des puces électroniques modernes sont souvent faites en or car ce matériau est un excellent conducteur d’électricité. Cela permet aux informations de circuler très vite. Est ce que tous les matériaux sont de bons conducteurs ?

Télécharge la fiche expérience et à l’aide du matériel qui t’est fourni réponds aux questions de la fiche.

Clique pour télécharger !

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Expérience 2 : L’adhérence

freerider-498473_1280L’adhérence définit la capacité à “glisser” d’un matériau. La confection des skis par exemple se fait à partir de matériau ayant un faible niveau d’adhérence. Pour d’autres objets on préfèrera au contraire une bonne accroche (semelle de chaussure par exemple)

 

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Expérience 3 : La mesure de densité

wing-221526_1280La conception d’un avion demande l’utilisation de matériau à la fois résistant, souple et léger. Les matériaux de faible densité sont souvent fragiles sauf dans le cas des matériaux composites comme la fibre de carbone ou le Kevlar.

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