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Diapositive 1

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etude de cas : la depense energetique corporelle sur un stepper th me d tude: sport, sante et technologie sciences de l ingenieur etude de cas : – PowerPoint PPT presentation

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Title: Diapositive 1


1
ETUDE DE CAS LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE
SUR UN STEPPER
Thème détude SPORT, SANTE ET TECHNOLOGIE
ETUDE DE CAS LA DEPENSE ENERGETIQUE
CORPORELLE LORS DUNE ACTIVITE SUR UN STEPPER
SCIENCES DE LINGENIEUR
Cycle terminal
2
ETUDE DE CAS LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE
SUR UN STEPPER
PLAN DE LA PRESENTATION DE LETUDE DE CAS
  • 1 - Question sociétale problématique
    problèmes techniques
  • 2 - Origine, objectifs et fil directeur de
    létude
  • 3 - Contenus des différentes activités composant
    létude
  • 4 - Modalités dorganisation des différentes
    activités
  • 5 - Bilan des centres dintérêt, compétences,
    capacités et connaissances abordés
  • 6 - Informations diverses

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3
ETUDE DE CAS LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE
SUR UN STEPPER
QUESTION SOCIETALE La culture et la performance
du corps étant un fait de société, comment
renseigner avec précision la dépense énergétique
lors dun effort physique?
PROBLEMATIQUE Comment mesurer et afficher avec
précision la dépense énergétique lors de
lutilisation dun stepper ?
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PROBLEMES TECHNIQUES Comment construire un
modèle permettant de calculer avec précision
lénergie dépensée sur un stepper et la comparer
à celle affichée par le système réel?
4
ETUDE DE CAS LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE
SUR UN STEPPER
ORIGINE DE LETUDE DE CAS UNE CONSTATATION? SUR
LE SYSTÈME REEL, LE CALCUL DE LENERGIE DEPENSEE
NEST PAS ASSEZ PRECIS Quelque soit la durée de
descente de la pédale, le stepper affiche
toujours la même quantité dénergie dépensée à
chaque marche gravie. Or lénergie dépensée
dépend notamment de lintensité de la force
exercée sur la pédale et par conséquent du temps
de descente de la pédale.
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5
ETUDE DE CAS LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE
SUR UN STEPPER
OBJECTIF DE LETUDE DE CAS ? Découvrir comment
se dépenser physiquement énergétiquement et
comment la technologie apporte des solutions à ce
besoin (différentes solutions et plus
particulièrement un stepper) ? Découvrir comment
la technologie permet de quantifier lénergie
dépensée et constater lapproximation du calcul
sur le système stepper réel ? Créer un MODELE
SIMULE au comportement plus exact que celui du
SYSTÈME REEL
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MODELE SIMULE
SYSTÈME REEL
ECART
6
ETUDE DE CAS LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE
SUR UN STEPPER
  • STRATEGIE DE LETUDE DE CAS
  • ? Découvrir le principe de dépense physique
    énergétique et plus spécifiquement celle dépensée
    sur un stepper
  • ? Découvrir que le Temps de descente de la pédale
    image de leffort appliqué sur la pédale
  • ? Établir par simulation mécanique le lien entre
    temps de descente de la pédale et force appliquée
  • ? Découvrir un principe de détection des
    descentes de pédales (détection par ILS)
  • Concevoir un modèle permettant de simuler la
    durée de descente de la pédale et calculer en
    temps réel lénergie dépensée
  • (programmation dun microcontrôleur par
    algorigramme)
  • Utiliser toutes ces activités pour répondre à la
    question sociétale et à la problématique

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ETUDE DE CAS LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE
SUR UN STEPPER
PRE- REQUIS POUR MENER LETUDE DE CAS A -
ANALYSER LE BESOIN ET LE SYSTEME ? Notion de
besoin ? Notion de fonction de service ? Notions
de matière dœuvre et de valeur ajoutée ?
Langage de description du comportement dun
système algorithme, algorigramme, logique
combinatoire. D - COMMUNIQUER ? Traiter des
résultats expérimentaux (tableaux et courbes sur
tableur)
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ETUDE DE CAS LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE
SUR UN STEPPER
SITUATION DE LETUDE DANS LA PROGRESSION
Étude de cas réalisée ? en milieu de classe de
Première S-Si, après réalisation détudes
permettant de posséder les pré-requis
ETUDES PRELIMINAIRES AVANT ETUDE DE CAS ENERGETIQUE STEPPER ETUDES PRELIMINAIRES AVANT ETUDE DE CAS ENERGETIQUE STEPPER ETUDES PRELIMINAIRES AVANT ETUDE DE CAS ENERGETIQUE STEPPER ETUDES PRELIMINAIRES AVANT ETUDE DE CAS ENERGETIQUE STEPPER
1 ETUDE FONCTIONNELLE ET STRUCTURELLE DE SYSTEMES 2 ETUDE DU COMPORTEMENT DE SYSTEMES 3 - ETUDE DU COMPORTEMENT DE SYSTEMES 4 - ETUDE DE CAS ENERGETIQUE STEPPER
CI 1 Analyser un système fonctionnellement et structurellement CI 4 Concevoir et utiliser un modèle relatif à un système en vue dévaluer les performances de la chaîne dinformation. CI 4 Concevoir et utiliser un modèle relatif à un système en vue dévaluer les performances de la chaîne dinformation. CI 2 Expérimenter et mesurer sur un système réel pour évaluer ses performances. CI 4 Concevoir et utiliser un modèle relatif à un système en vue dévaluer les performances de la chaîne dinformation. CI 5 Concevoir et utiliser un modèle relatif à un système en vue dévaluer les performances de la chaîne dénergie.
- Besoin, finalités, contraintes, cahier des charges - Analyse fonctionnelle externe, Expression fonctionnelle du besoin. - - Fonctions dusage, de service, destime - Chaine dinformation analyse et modèle - Langage de description du comportement dun système  systèmes logique évènementiels, logigramme Chaine dinformation analyse et modèle - Langage de description du comportement dun système  algorithme, algorigramme CI 2 Expérimenter et mesurer sur un système réel pour évaluer ses performances. CI 4 Concevoir et utiliser un modèle relatif à un système en vue dévaluer les performances de la chaîne dinformation. CI 5 Concevoir et utiliser un modèle relatif à un système en vue dévaluer les performances de la chaîne dénergie.
Groupes de 4 sur différents systèmes (VAE, borne de rue, volant jeux video, serrure codée ) mais même Centre dintérêt Groupes de 2 sur simulation dun modèle MATLAB de chaine dinformation VAE Groupes de 2 sur simulation de ? modèles de chaines dinformations barrière de parking, système lumineux de signalisation. CI 2 Expérimenter et mesurer sur un système réel pour évaluer ses performances. CI 4 Concevoir et utiliser un modèle relatif à un système en vue dévaluer les performances de la chaîne dinformation. CI 5 Concevoir et utiliser un modèle relatif à un système en vue dévaluer les performances de la chaîne dénergie.
Groupes de 4 sur différents systèmes (VAE, borne de rue, volant jeux video, serrure codée ) mais même Centre dintérêt Groupes de 2 sur simulation dun modèle MATLAB de chaine dinformation VAE Groupes de 2 sur simulation de ? modèles de chaines dinformations barrière de parking, système lumineux de signalisation. Connaissances et modalités dorganisation voir après
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ETUDE DE CAS LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE
SUR UN STEPPER
Activité 6 conception de lalgorigramme de
calcul de lénergie dépensée et simulation de
laffichage. Analyse des écarts entre réel et
simulé
Activité 7 Préparation et Présentation orale
dune des activités par chacun des groupes
délèves
Activité 5 Comptage du nombre de marches et
simulation de laffichage
Activité 1 MISE EN SITUATION Découverte de
lénergie alimentaire rôle du stepper
découverte des grandeurs physiques mises en jeu
dans la dépense énergétique corporelle
PROBLEMATIQUE
SPORT ET SANTE Comment mesurer et afficher avec
précision la dépense énergétique lors de
lutilisation dun stepper?
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Activité 2 Découverte de linfluence des
grandeurs physiques dans la quantité dénergie
corporelle dépensée sur un stepper
Activité 4 Découverte dun principe de détection
de descente de la pédale du stepper
Activité 3 Recherche de la loi liant le temps de
basculement de la pédale du stepper à la quantité
dénergie dépensée
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ETUDE DE CAS LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE
SUR UN STEPPER
  • ACTIVITE 1
  • ? Étape 1 DECOUVERTE DE LENERGIE ALIMENTAIRE
  • Notion dénergie
  • Energie contenue dans les aliments joules et
    calories
  • Rôle du stepper en réponse à la question
    sociétale
  • Etape 2 DECOUVERTE DES GRANDEURS PHYSIQUES
    MISES EN JEU DANS LA DEPENSE ENERGETIQUE
    CORPORELLE
  • Travail mécanique dune force énergie mécanique
  • - Energie mécanique dans différentes activités
    sportives

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ETUDE DE CAS LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE
SUR UN STEPPER
  • ACTIVITE 2
  • INFLUENCE DES GRANDEURS PHYSIQUES
  • MISES EN JEU DANS LA DEPENSE ENERGETIQUE
  • LORS DUNE ACTIVITE SUR LE STEPPER
  • Étape 1 rechercher comment augmenter le travail
    énergétique sur un stepper
  • Solution1 attendue Augmenter leffort dappui
    sur la pédale
  • Solution 2 attendue Augmenter le déplacement
    utile du point dapplication de la force dappui

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ETUDE DE CAS LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE
SUR UN STEPPER
  • ACTIVITE 2 suite
  • INFLUENCE DES GRANDEURS PHYSIQUES
  • MISES EN JEU DANS LA DEPENSE ENERGETIQUE
  • LORS DUNE ACTIVITE SUR LE STEPPER
  • ? Étape 2 étude du déplacement utile du point
    dapplication de la force dappui
  • Déterminer expérimentalement le déplacement du
    point dapplication de la force dappui sur la
    pédale

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d
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ETUDE DE CAS LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE
SUR UN STEPPER
  • ACTIVITE 2 suite
  • INFLUENCE DES GRANDEURS PHYSIQUES
  • MISES EN JEU DANS LA DEPENSE ENERGETIQUE
  • LORS DUNE ACTIVITE SUR LE STEPPER
  • Etape 3 Analyse de la force dappui sur la
    pédale
  • Evaluer la force dappui sur la pédale (stepper
    simple)
  • Evaluer la force dappui sur la pédale (avec
    appui des mains)

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t
F
t
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ETUDE DE CAS LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE
SUR UN STEPPER
  • ACTIVITE 2 fin
  • INFLUENCE DES GRANDEURS PHYSIQUES
  • MISES EN JEU DANS LA DEPENSE ENERGETIQUE
  • LORS DUNE ACTIVITE SUR LE STEPPER
  • Etape 4 bilan de lénergie théorique dépensée
    sur un stepper
  • Cas du Stepper simple
  • Cas Stepper avec guidon
  • - comparaison avec lapport énergétique
    alimentaire et analyse critique

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ENERGIE ALIMENTAIRE
ENERGIE FOURNIE
E total n.(F x d)
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ETUDE DE CAS LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE
SUR UN STEPPER
  • ACTIVITE 3
  • DETERMINATION DE LA LOI MATHEMATIQUE LIANT
  • LINTENSITE DE LA FORCE DAPPUI SUR LA PEDALE
  • AU TEMPS DE DESCENTE DE LA PEDALE
  • Étape 1 mise en oeuvre qualitative du stepper
  •  Ressentir simplement  linfluence de
    lintensité de la force dappui sur le temps de
    descente de la pédale.
  • découverte du comportement de lamortisseur

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F
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ETUDE DE CAS LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE
SUR UN STEPPER
  • ACTIVITE 3 suite
  • DETERMINATION DE LA LOI MATHEMATIQUE LIANT
  • LINTENSITE DE LA FORCE DAPPUI SUR LA PEDALE
  • AU TEMPS DE DESCENTE DE LA PEDALE
  • ? Étape 2 déterminer langle de rotation dune
    pédale, en vue de la simulation (pilotage
    mouvement stepper)
  • détermination de langle par méthode pratique
    expérimentale
  • Détermination de langle à laide de la maquette
    numérique du stepper

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ETUDE DE CAS LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE
SUR UN STEPPER
  • ACTIVITE 3 suite
  • DETERMINATION DE LA LOI MATHEMATIQUE LIANT
  • LINTENSITE DE LA FORCE DAPPUI SUR LA PEDALE
  • AU TEMPS DE DESCENTE DE LA PEDALE
  • ? Étape 2 suite méthode et calcul de la vitesse
    de rotation de la pédale

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Nécessaire pour effectuer la simulation MECA
3D (pilotage du mouvement)
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ETUDE DE CAS LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE
SUR UN STEPPER
  • ACTIVITE 3 suite
  • DETERMINATION DE LA LOI MATHEMATIQUE LIANT
  • LINTENSITE DE LA FORCE DAPPUI SUR LA PEDALE
  • AU TEMPS DE DESCENTE DE LA PEDALE
  • Etape 3 Détermination de la loi mathématique
    liant le temps de descente de la pédale à
    lintensité de la force dappui
  • Simulation MECA 3D

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EFFORT INCONNU
Détermination de la force permettant dobtenir la
vitesse de descente de pédale imposée
F
Pilotage en vitesse de la rotation de la pédale
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ETUDE DE CAS LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE
SUR UN STEPPER
  • ACTIVITE 3 fin
  • DETERMINATION DE LA LOI MATHEMATIQUE LIANT
  • LINTENSITE DE LA FORCE DAPPUI SUR LA PEDALE
  • AU TEMPS DE DESCENTE DE LA PEDALE
  • Etape 3 suite Détermination de la loi
    mathématique liant le temps de descente de la
    pédale à lintensité de la force dappui
  • Recueil des résultats des simulations
    successives et utilisation dun tableur pour
    établir léquation temps de descente en fonction
    de la force dappui.

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LEQUATION MATHEMATIQUE QUI VA ENSUITE ETRE
EXPLOITEE PAR LA PARTIE ELECTRONIQUE DU STEPPER
POUR CALCULER LENERGIE
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ETUDE DE CAS LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE
SUR UN STEPPER
  • ACTIVITE 4
  • DETECTION DE LA DESCENTE
  • DE CHACUNE DES DEUX PEDALES
  • Etape 1 Découverte du principe technologique
    utilisé pour détecter une descente de pédale
  • découverte du principe de détection (ILS) par
    protocole expérimental sur maquette

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ETUDE DE CAS LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE
SUR UN STEPPER
  • ACTIVITE 4
  • DETECTION DE LA DESCENTE
  • DE CHACUNE DES DEUX PEDALES
  • Etape 2 suite Découverte du principe
    technologique utilisé pour détecter une descente
    de pédale
  • validation du principe de détection par
    protocole expérimental sur le système réel
    instrumenté.
  • Analyse des écarts entre dispositif expérimental
    et dispositif réel.

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Dispositif réel
Dispositif expérimental
écarts
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ETUDE DE CAS LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE
SUR UN STEPPER
  • ACTIVITE 5
  • COMPTAGE DU NOMBRE DE MARCHES
  • ET AFFICHAGE
  • Etape 1 conception de lalgorigramme de
    comptage

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ETUDE DE CAS LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE
SUR UN STEPPER
  • ACTIVITE 5
  • COMPTAGE DU NOMBRE DE MARCHES
  • ET AFFICHAGE
  • ? Etape 2 mise en œuvre de la solution par
    simulation

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ETUDE DE CAS LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE
SUR UN STEPPER
ACTIVITE 6 Calcul et affichage des
calories Comparaison système réel et modèle
simulé ? Etape 1 étude pour la conception du
modèle
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F (N) 758,6/temps(s) et d30cm. temps est la
durée mise pour déplacer la pédale.
Exprimer lénergie E en fonction de la variable
temps
Exprimer alors lénergie en calories
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ETUDE DE CAS LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE
SUR UN STEPPER
ACTIVITE 6 Calcul et affichage des
calories Comparaison système réel et modèle
simulé ? Etape 2 mise en œuvre du modèle par
simulation
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Simulation durée descente marche
Cycle terminal
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ETUDE DE CAS LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE
SUR UN STEPPER
ACTIVITE 6 Calcul et affichage des
calories Comparaison système réel et modèle
simulé ? Etape 3 comparaison du nombre de
calories affichées entre modèle et système réel
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Cycle terminal
  • Sur une durée fixe donnée, lélève utilise le
    stepper en appuyant sur les pédales avec une
    force différente (donc pendant un temps
    différent), un même nombre de fois. Il constate
    que laffichage des calories est le même.
  • Lélève reproduit le même protocole en utilisant
    le modèle. Il constate que laffichage est
    différent.
  • Il doit en conclure que lécart est du au fait
    que le stepper ne tient pas compte de leffort
    réel appliqué sur les pédales et donc que la
    précision du système est inférieure à celle du
    modèle créé.

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ETUDE DE CAS LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE
SUR UN STEPPER
ACTIVITE 6 Calcul et affichage des
calories Comparaison système réel et modèle
simulé ? Etape 3 comparaison du nombre de
calories affichées entre modèle et système réel
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MESURES SYST. REEL
CaloriesC1
Cycle terminal
Durée fixe
CaloriesC1
Durée de montée dune marche
CaloriesC2
SIMULATION
CaloriesC3
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ETUDE DE CAS LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE
SUR UN STEPPER
BILAN DE LETUDE DE CAS REPONSES A LA QUESTION
SOCIETALE ET A LA PROBLEMATIQUE
  • Létude a permis
  • de mettre en évidence comment la technologie
    apporte des solutions pour se dépenser
    énergétiquement physiquement davantage.
  • de mettre en évidence le principe de dépense
    énergétique par déplacement dune force, ainsi
    que les moyens daugmenter cette dépense
    énergétique.
  • dappréhender un moyen technologique permettant
    de quantifier le plus exactement possible
    lénergie dépensée.
  • de comparer lécart entre la mesure de la
    dépense énergétique sur un système réel et celle
    réalisée par un modèle simulé plus abouti.

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ECART
SYSTEME REEL
MODELE SIMULE
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ETUDE DE CAS LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE
SUR UN STEPPER
ORGANISATION DES ACTIVITES
  • Classe de 32 élèves 8 îlots de 4 élèves.
  • Chaque îlots dispose dun stepper et de 2
    ordinateurs.
  • Les travaux de simulation et de mesures sur
    maquettes se font en binôme.
  • Les mesures sur le stepper se font en groupe de 4
    élèves.
  • Lenchainement des activités est linéaires et
    tous les élèves font la même activité.
  • Cette organisation permet aux élèves de
    progresser à leur rythme.

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ETUDE DE CAS LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE
SUR UN STEPPER
ORGANISATION DE LACTIVITE 1
CHRONOLOGIE DES ETAPES enchaînement linéaire
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Étape 1 PRESENTATION ENERGIE ALIMENTAIRE ROLE SOCIETAL DU STEPPER Étape 2 PRESENTATION ENERGIE MECANIQUE
1h 30 min
Cours TD Cours
Classe entière Classe entière
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ETUDE DE CAS LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE
SUR UN STEPPER
ORGANISATION DE LACTIVITE 2
CHRONOLOGIE DES ETAPES enchaînement linéaire
Étape 1 SOLUTIONS POUR AUGMENTER ENERGIE DEPENSEE SUR STEPPER Étape 2 RECHERCHE DEPLACEMENT POINT APPLICATION FORCE Étape 3 RECHERCHE FORCE APPLIQUEE SUR LA PEDALE Étape 4 BILAN THEORIQUE ENERGIE DEPENSEE SUR STEPPER
30 min 30 min 1h30 1h
TD TP TP Synthèse TD
Classe entière ou en groupe de 4 En groupe de 4 En groupe de 4 Classe entière
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ETUDE DE CAS LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE
SUR UN STEPPER
ORGANISATION DE LACTIVITE 3
CHRONOLOGIE DES ETAPES enchaînement linéaire
Étape 1 MISE EN ŒUVRE QUALITATIVE DU STEPPER DECOUVERTE AMORTISSEUR Étape 2 RECHERCHE ANGLE DE ROTATION PEDALE CALCUL VITESSE ROTATION PEDALE Étape 3 SIMULATION MECA 3D RECHERCHE LOI MATHEMATIQUE Force ? temps descente pédale   Étape 4  BILAN ACTIVITES 2 et 3 ET LIEN AVEC ACTIVITES SUIVANTES
30 min 1h 30 1h30 30 MIN
découverte en autonomie TP TP Synthèse
en groupe de 4 En groupe de 4 En groupe de 4 Classe entière
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ETUDE DE CAS LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE
SUR UN STEPPER
ORGANISATION DE LACTIVITE 4
CHRONOLOGIE DES ETAPES enchaînement linéaire
Étape 1 découverte du principe de détection (ILS) par protocole expérimental sur maquette Étape 2 Validation du principe de détection par protocole expérimental sur le système
1h 1h
TP TP
En groupe de 2 En groupe de 2
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ETUDE DE CAS LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE
SUR UN STEPPER
ORGANISATION DE LACTIVITE 5
CHRONOLOGIE DES ETAPES enchaînement linéaire
Étape 1 Conception de lalgorigramme de comptage et daffichage du nombre de marches Étape 2 Mise en oeuvre de la solution par simulation
1h 1h
TP TP
En groupe de 2 En groupe de 2
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ETUDE DE CAS LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE
SUR UN STEPPER
ORGANISATION DE LACTIVITE 6
CHRONOLOGIE DES ETAPES enchaînement linéaire
Étape 1 CONCEPTION DE LALGORIGRAMME DE CALCUL DE LENERGIE SIMULATION DE LAFFICHAGE DE LENERGIE DEPENSEE Etape 2 Mise en œuvre de la solution par simulation Etape 3 ANALYSE DES ECARTS ENTRE SYSTEME REEL ET SYSTEME SIMULE
30min 30min 1h00
TP TP TP
En groupe de 2 En groupe de 2 En groupe de 4
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ETUDE DE CAS LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE
SUR UN STEPPER
ORGANISATION DE LACTIVITE 7
CHRONOLOGIE DES ETAPES enchaînement linéaire
Étape 1 Préparation dun compte rendu sous forme de diaporama sur une des activités Etape 2 RESTITUTION ORALE
1h 10 min par groupe
TD TD
En groupe de 2 En groupe de 2 devant classe entière
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ETUDE DE CAS LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE
SUR UN STEPPER
CENTRES DINTERETS ABORDES
Activité 2
Activité 1
Activité 3
Point de vue Centres dintérêt
Système souhaité CI1 Analyser un système fonctionnellement et structurellement.
Système réel CI2 Expérimenter et mesurer sur un système réel pour évaluer ses performances.
Système réel CI3 Analyser des constituants dun système réel dun point de vue structurel et comportemental.
Système simulé CI4 Concevoir et utiliser un modèle relatif à un système en vue dévaluer les performances de la chaîne dinformation.
Système simulé CI5 Concevoir et utiliser un modèle relatif à un système en vue dévaluer les performances de la chaîne dénergie.
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Activité 5 et 6
Activité 4
Activité 3
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ETUDE DE CAS LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE
SUR UN STEPPER
COMPETENCES
Compétences travaillées Compétences travaillées Compétences travaillées Compétences travaillées Compétences travaillées Compétences travaillées Compétences travaillées Compétences travaillées Compétences travaillées Compétences travaillées Compétences travaillées
Analyser Analyser Analyser Modéliser Modéliser Modéliser Modéliser Expérimenter Expérimenter Communiquer Communiquer
A1 A2 A3 B1 B2 B3 B4 C1 C2 D1 D2
Activité 1 Étape 1 Energie alimentaire rôle du stepper x
Activité 1 étape 2 Energie mécanique dans activités physiques x
Activité 2 étape 1 Solutions pour augmenter énergie dépensée sur stepper x x
Activité 2 étape 2 Recherche déplacement point application force dappui x
Activité 2 étape 3 Recherche de la force dappui moyenne sur la pédale x
Activité 2 étape 4 Bilan énergie dépensée sur différents stepper comparaison énergie alimentaire x
Activité 3 étape 1 Mise en œuvre qualitative stepper comportement amortisseur x
Activité 3 étape 2 Recherche angle rotation pédale vitesse rotation pédale x
Activité 3 étape 3 Simulation Meca 3d pour établir la loi recherchée force f(temps) x
Activité 3 étape 4 Bilan étude énergie mécanique et lien avec activités suivantes x
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39
ETUDE DE CAS LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE
SUR UN STEPPER
COMPETENCES
Compétences travaillées Compétences travaillées Compétences travaillées Compétences travaillées Compétences travaillées Compétences travaillées Compétences travaillées Compétences travaillées Compétences travaillées Compétences travaillées Compétences travaillées
Analyser Analyser Analyser Modéliser Modéliser Modéliser Modéliser Expérimenter Expérimenter Communiquer Communiquer
A1 A2 A3 B1 B2 B3 B4 C1 C2 D1 D2
Activité 4 Étape 1 Principe de détection déplacement de pédale sur maquette X
Activité 4 étape 2 Principe de détection déplacement de pédale sur système réel X
Activité 5 étape 1 Conception algorigamme comptage nombre de déplacements X X
Activité 5 étape 2 Mise en œuvre de la simulation du comptage de nbre de déplacements X
Activité 6 étape 1 Conception du modèle pour calcul de lénergie X X
Activité 6 étape 2 Mise en œuvre par simulation X
Activité 6 étape 3 Analyse des écarts entre le modèle conçu et le système réel X X
Activité 7 étape 2 Production diaporama de synthèse des résultats X X
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ETUDE DE CAS LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE
SUR UN STEPPER
COMPETENCES CAPACITES - CONNAISSANCES
A ANALYSER A2 Analyser le Système  identifie
r les éléments transformés et les flux  Matière
dœuvre, valeur ajoutée, flux  ? Identifier la
matière dœuvre et la valeur ajoutée A3
caractériser des écarts  comparer les résultats
expérimentaux avec les résultats simulés et
interpréter les écarts  Analyse des écarts ?
Traiter des données de mesures ? Quantifier des
écarts entre des valeurs mesurées et des valeurs
obtenues par simulation ? Rechercher et
proposer des causes aux écarts constatés
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ETUDE DE CAS LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE
SUR UN STEPPER
COMPETENCES CAPACITES - CONNAISSANCES
B MODELISER B1 Identifier et caractériser
les grandeurs agissant sur un système  choisir
les grandeurs et les paramètres influents en vue
de les modéliser  Caractéristiques des
grandeurs physiques (mécaniques) ? Déterminer
les parties les plus sollicitées dans un
composant B3 Résoudre et simuler  simuler le
fonctionnement de tout ou partie dun système à
laide dun modèle fourni.   Paramètres dune
simulation  ? Adapter les paramètres de
simulation B4 valider un modèle  interpréter
les résultats obtenus  Modèle de
connaissance ? Comparer les résultats obtenus
(amplitudes et variations) avec les données du
cahier des charges fonctionnel
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42
ETUDE DE CAS LA DEPENSE ENERGETIQUE CORPORELLE
SUR UN STEPPER
COMPETENCES CAPACITES - CONNAISSANCES
C EXPERIMENTER C2 Mettre en œuvre un
protocole expérimental  conduire les essais en
respectant les consignes de sécurité à partir
dun protocole fourni   traiter les données
mesurées en vue danalyser les écarts ?
Mettre en œuvre un appareil de mesure ?
Analyser des résultats expérimentaux D
COMMUNIQUER D2 mettre en œuvre une
communication  produire un support de
communication   argumenter  ? Réaliser un
document numérique
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