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École de technologie supérieure
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Responsable(s) de cours :
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Thomas Dupont
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PLAN DE COURS
Automne 2024
MEC222 : Dynamique (3 crédits)
Préalables
| Programme(s) : 7684,7884 | | | | | | | | | | | Profils(s) : Tous profils | | | | | | | | | | | | | MEC111 ET MAT145 | | | | | | | | | | | |
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Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 58,8
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Qualités de l'ingénieur
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Qualité visée dans ce cours |
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Qualité visée dans un autre cours |
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Indicateur enseigné |
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Indicateur évalué |
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Indicateur enseigné et évalué |
Descriptif du cours
Au terme de ce cours, l’étudiante ou l’étudiant aura acquis les concepts fondamentaux de la dynamique des corps solides et sera en mesure de les appliquer à l'étude dynamique des mécanismes et des machines.
À la fin de ce cours, l’étudiante ou l'étudiant sera en mesure :
• d’appliquer les concepts et principes fondamentaux de la dynamique dans l’étude des mécanismes élémentaires;
• d’établir des équations du mouvement des particules et des corps rigides par la méthode de forces et d’accélérations et par les méthodes de l’énergie et de la quantité de mouvement;
• de calculer les efforts nécessaires pour produire un mouvement et déterminer le mouvement selon les chargements dynamiques appliqués;
• de modéliser et simuler le mouvement des systèmes mécaniques articulés à l’aide d’un logiciel multi-corps.
Cinématique des particules et des corps rigides: position, vitesse et accélération instantanées, déplacements, mouvements rectiligne et curviligne, repère en translation, mouvement relatif, système de poulies, mouvement angulaire, mouvement dans un plan, rotation, translation, centre instantané de rotation, accélération de Coriolis, liaison cinématique, système des particules.
Cinétique des particules et des corps rigides : diagramme de corps libre dynamique, forces, frottement, ressort, deuxième loi de Newton, moment d’inertie de masse, quantité de mouvement, moment cinétique, énergie cinétique, énergie potentielle, puissance, travail des forces, principe du travail et de l’énergie, principe de l’impulsion et de la quantité de mouvement, conservation de l’énergie, conservation du moment cinétique, impulsion, impact, restitution, équilibre dynamique, principe de d’Alembert.
Objectifs du cours
- Acquérir et maîtriser les concepts fondamentaux de la cinématique de la particule et des corps solides.
- Analyser le comportement des particules et des corps rigides sous l'action de forces et de couples.
- Appliquer le principe de la conservation d'énergie, de la quantité de mouvement et des impulsions externes aux particules et aux corps rigides.
Stratégies pédagogiques
- 3h30 de cours par semaine (incluant une pause de 30 minutes) pendant lesquels la théorie sera présentée, accompagnée d'exercices permettant aux étudiants d'appliquer leurs connaissances à la solution de cas pratiques, des séances d’apprentissage-actif seront proposées durant le cours;
- 2 heures de travaux pratiques par semaine pendant lesquels des exercices choisis seront résolus par le responsable dans le but d'illustrer les techniques de solution;
- 2 séances de travaux pratiques qui portent sur l'utilisation des logiciels MD Adams et/ou Simulink permettant la modélisation et la simulation des systèmes mécaniques multi-corps rigides;
- 2 devoirs maison;
- 1 examen intra mi-session (3h);
- 1 examen final (3h).
Utilisation d’appareils électroniques
- Calculatrice,
- Ordinateur ou téléphone cellulaire (pour les séances d'apprentissage-actif),
- Ordinateur pour séances de cours et de TP numérique (si à distance).
Horaire
| Groupe | Jour | Heure | Activité |
| 01 | Mardi | 08:30 - 12:00 | Activité de cours |
| Jeudi | 08:30 - 10:30 | Travaux pratiques |
| 02 | Mercredi | 13:30 - 15:30 | Travaux pratiques |
| Jeudi | 08:30 - 12:00 | Activité de cours |
| 03 | Mardi | 18:00 - 21:30 | Activité de cours |
| Mercredi | 18:00 - 20:00 | Travaux pratiques |
Coordonnées du personnel enseignant le cours
Cours
| Chapitres |
Heures |
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1. Cinématique des particules
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8
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Mouvement rectiligne : type de problèmes de mouvement, mouvement rectiligne uniforme et accélération constante, mouvement relatif des particules, mouvement de plusieurs particules suivant la même direction. Mouvement curviligne : mouvement curviligne avec les composantes cartésiennes, mouvement curviligne avec les composantes normale et tangentielle, mouvement curviligne avec les composantes radiale et transversale, mouvement relatif en curviligne.
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2. Cinétique des particules
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5
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Deuxième loi de Newton, équation du mouvement, équation d’équilibre dynamique. Quantité de mouvement. Mouvement d’une particule sous l’action d’une force centrale. Loi de Newton de la gravitation.
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3. Méthode de l'énergie et de la quantité de mouvement des particules
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5
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Méthode de l’énergie des particules : travail, puissance, principe de l’équivalence de travail, mouvement d’une particule sous l’action d’une force conservatrice, mouvement d’un satellite. Méthode de la quantité de mouvement des particules : équation de la quantité de mouvement des particules, impact colinéaire et oblique des particules, problèmes de l’énergie et de la quantité de mouvement des particules.
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4. Cinématique des corps rigides
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8
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Mouvement d’un corps rigide dans le plan, relation entre les vitesses de deux points sur un même corps rigide, méthode du centre instantané de rotation, relation entre les accélérations de deux points sur un même corps rigide. Mouvement d’une particule sur un corps rigide tournant : relation entre la vitesse absolue et de la rotation du corps rigide et relation entre l’accélération absolue et de la rotation du corps rigide.
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5. Cinétique des corps rigides
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5
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Équations du mouvement d’un corps rigide, principe de D’Alembert, mouvement avec contrainte.
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6. Méthode de l'énergie et de la quantité de mouvement des corps rigides
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5
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| Équations de l’énergie d’un corps rigide, équations de l’impulsion et de la quantité de mouvement d’un corps rigide, principe de conservation des quantités de mouvement d’un système des corps rigides sans forces externes, impact excentrique sur un corps pivotant autour d’un axe fixe. |
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Laboratoires et travaux pratiques
Voir le calendrier sur le site Moodle de chaque groupe pour l'horaire et l’organisation.
Utilisation d'outils d'ingénierie
Calculatrice TI et Ordinateur pour les séances de TP sur Adams et Simulink.
Évaluation
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Activités
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Descriptions
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%
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Devoirs
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2 devoirs répartis au cours de la session
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20
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Intra
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Examen 3h portant sur les 6 premières leçons
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40
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Final
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Examen 3h portant sur les dernières leçons
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40
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Double seuil
Note minimale : 50
Dates des examens intra
| Groupe(s) | Date |
| 1 | 29 octobre 2024 |
| 2 | 31 octobre 2024 |
| 3 | 5 novembre 2024 |
Date de l'examen final
Votre examen final aura lieu pendant la période des examens finaux, veuillez consulter l'horaire à l'adresse suivante : https://www.etsmtl.ca/programmes-et-formations/horaire-des-examens-finaux
Politique de retard des travaux
Tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés dans le Règlement des études (1er cycle, article 7.2.5/ cycles supérieurs, article 6.5.2) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignante ou l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.
Dispositions additionnelles
Des pénalités allant jusqu’à l’attribution de la note zéro pourront être appliquées pour tout retard de remise des devoirs et d'examens.
Absence à une évaluation
Afin de faire valider une absence à une évaluation en vue d’obtenir un examen de compensation,
l’étudiante ou l’étudiant doit utiliser le formulaire prévu à cet effet dans son portail MonÉTS
pour un examen final qui se déroule durant la période des examens finaux ou pour tout autre
élément d’évaluation surveillé de 15% et plus durant la session. Si l’absence concerne un
élément d’évaluation de moins de 15% durant la session, l’étudiant ou l’étudiante doit
soumettre une demande par écrit à son enseignante ou enseignant.
Toute demande de validation d’absence doit se faire dans les cinq (5) jours ouvrables suivant
la tenue de l’évaluation, sauf dans les cas d’une absence pour participation à une activité
prévue aux règlements des études où la demande doit être soumise dans les cinq (5) jours
ouvrables avant le jour de départ de l’ÉTS pour se rendre à l’activité.
Toute absence non justifiée par un motif majeur (voir articles 7.2.6.1 du
RÉPC et 6.5.2 du RÉCS)
entraînera l’attribution de la note zéro (0).
Infractions de nature académique
Les clauses du « Règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Les étudiantes et les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (www.etsmtl.ca/a-propos/gouvernance/secretariat-general/cadre-reglementaire/reglement-sur-les-infractions-de-nature-academique) pour identifier les actes considérés comme étant des infractions de nature académique ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet. À l’ÉTS, le respect de la propriété intellectuelle est une valeur essentielle et tous les membres de la communauté étudiante sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).
Systèmes d’intelligence artificielle générative (SIAG)
L’utilisation des systèmes d’intelligence artificielle générative (SIAG) dans les activités d’évaluation constitue une infraction de nature académique au sens du Règlement sur les infractions de nature académique, sauf si elle est explicitement autorisée par l’enseignante ou l’enseignant du cours.
Documentation obligatoire
- Groupes 1 et 2 : Beer, Ferdinand P., E. Russell Johnston, David F. Mazurek, Phillip J. Cornwell, Brian P. Self, Alain Hénault et Éric David. 2018. Mécanique pour ingénieurs Dynamique, 3e édition. Chenelière éducation, disponible en librairie et sur internet.
- Groupe 3 : Notes de cours de MEC222 des professeurs Ho Ngoc Sang & Van Ngan Le, version aout 2024, disponible dans la page Moodle du cours.
Ouvrages de références
- Beer, Ferdinand P., E. Russell Johnston, David F. Mazurek, Phillip J. Cornwell, Brian P. Self, Alain Hénault et Éric David. 2018. Mécanique pour ingénieurs Dynamique, 3e édition. Chenelière éducation.
- Notes de cours de MEC222 des professeurs Ho Ngoc Sang et Van Ngan Le, version Juillet 2019.
- J.L. Meriam et L.G. Kraige, (2018). Mécanique de l'ingénieur. Volume 2, Dynamique, 8e édition, Les Éditions Reynald Goulet inc.
- R.C. Hibbeler, Engineering Mechanics – Statics and Dynamics, Prentice-Hall.