Structure d'un objet technique : exercices de 4e

Rappelle la règle : la fonction répond à « que doit faire l'objet ? », la solution répond à « avec quoi le fait-il ? ».

Repère les verbes à l'infinitif : « éclairer la pièce », « protéger les composants de la poussière » et « transmettre un mouvement » sont des fonctions techniques (1, 3 et 5).

Repère les éléments concrets : « un interrupteur à bascule », « un boîtier en plastique » et « un engrenage » sont des solutions techniques (2, 4 et 6).

Vérifie les couples logiques : le boîtier est la solution de la fonction « protéger », l'engrenage celle de « transmettre un mouvement ».

Liste les quantités : 2 piles, 1 afficheur, 1 avertisseur, 3 boutons, 1 boîtier.

Additionne : $2 + 1 + 1 + 3 + 1 = 8$.

Le réveil compte donc 8 éléments au total.

Pour la question 2 : non, ce n'est pas un tas de pièces, car les éléments sont reliés et placés de façon organisée pour que l'objet remplisse sa fonction : c'est un ensemble structuré.²

Décompose l'objet : six composants sont déjà listés.

Associe la pile à « fournir l'énergie » et l'interrupteur à « commander le passage du courant ».

Associe l'ampoule à « produire la lumière » et le réflecteur à « orienter la lumière ».

Associe le ressort à « assurer le contact électrique » : il maintient la pile en appui.

Associe le boîtier à « tenir et protéger l'ensemble » : c'est lui qui sert de support aux autres composants.

Identifie l'entrée : l'ordre donné par la télécommande, reçu par le récepteur radio.

Identifie la sortie : le vantail se déplace et le portail s'ouvre.

Ordre pour l'information : récepteur radio, puis carte de commande, qui décide de mettre le moteur en marche.

Ordre pour l'énergie : sur ordre de la carte, l'énergie de l'alimentation est envoyée au moteur, le moteur entraîne le réducteur à engrenages, le réducteur déplace le vantail.

Pour la question 3 : c'est la structure (le vantail et son système de guidage) qui supporte et guide le mouvement ; sans elle, le moteur ne produirait aucun déplacement utile.

Décompose le vélo en fonctions : freiner, transmettre l'effort, amortir, être visible.

Associe « freiner » au frein à patins.

Associe « transmettre l'effort des jambes à la roue arrière » à la chaîne et aux pignons.

Associe « amortir les chocs » à la fourche suspendue et « être visible la nuit » au catadioptre.

Pour la question 2 : un frein à disque convient aussi. Une même fonction peut donc être assurée par plusieurs solutions ; c'est la solution qui répond le mieux aux contraintes imposées qui est retenue.⁵

Calcule le nombre de composants de la structure : $20 - 8 - 5 = 7$.

Écris la proportion : $\frac{7}{20}$.

Convertis en pourcentage : $\frac{7}{20} \times 100 = 35$.

Vérifie la cohérence : $8 + 5 + 7 = 20$, donc rien n'est oublié ni compté deux fois.

Score de A : $4 \times 3 + 3 \times 2 + 2 \times 1 = 12 + 6 + 2 = 20$.

Score de B : $3 \times 3 + 5 \times 2 + 4 \times 1 = 9 + 10 + 4 = 23$.

Compare : 23 > 20, donc la solution B (aluminium) est retenue, avec un score de 23.

Question 3 : avec un coefficient de coût égal à 1, A vaut $4 + 6 + 2 = 12$ et B vaut $3 + 10 + 4 = 17$. B reste meilleure : la décision ne change pas.