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Cours
Responsable(s) Pierre Bélanger

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École de technologie supérieure
Département de génie mécanique
Responsable(s) de cours : Pierre Bélanger


PLAN DE COURS

Été 2019
MEC222 : Dynamique (3 crédits)



Préalables
Programme(s) : 7684
             
  Profils(s) : Tous profils  
             
    MEC111 ET MAT145    
             
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 58,8 50,0 % 50,0 %




Qualités de l'ingénieur

Qn
Qualité visée dans ce cours  
Qn
  Qualité visée dans un autre cours  
  Indicateur enseigné
  Indicateur évalué
  Indicateur enseigné et évalué



Descriptif du cours
Acquérir les concepts fondamentaux de la dynamique des corps solides et les appliquer à l'étude dynamique des mécanismes et des machines.

À la fin de ce cours, 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
  • Trois heures et demie (incluant une pause de 30 minutes) de cours magistraux par semaine pendant lesquels la théorie sera présentée, accompagnée d'exercices pertinents permettant aux étudiants d'appliquer leurs connaissances à la solution de cas pratiques.
  • Deux heures de travaux pratiques par semaine pendant lesquels des exercices choisis seront résolus par le responsable dans le but d'illustrer davantage les techniques de solution. Les deux séances de travaux pratiques portent sur l'utilisation des logiciels MD Adams et Simulink permettant la modélisation et la simulation des systèmes mécaniques multi-corps rigides.




Utilisation d’appareils électroniques

Calculatrice TI / Ordinateur pour les TD sur Adams et Simulink.




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Mercredi 13:30 - 17:00 Activité de cours
Vendredi 10:30 - 12:30 Travaux pratiques et laboratoire
02 Mardi 08:30 - 12:00 Activité de cours
Vendredi 08:30 - 10:30 Travaux pratiques et laboratoire
03 Mardi 18:00 - 21:30 Activité de cours
Jeudi 18:00 - 20:00 Travaux pratiques et laboratoire



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Pierre Bélanger Activité de cours Pierre.Belanger@etsmtl.ca A-2134
02 Pierre Bélanger Activité de cours Pierre.Belanger@etsmtl.ca A-2134
03 Aidin Delnavaz Activité de cours cc-AIDIN.DELNAVAZ@etsmtl.ca



Cours

1.  Cinématique des particules (8 h)

 

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.

 

2.  Cinétique des particules (5 h)

 

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.

 

 

3.  Méthode de l'énergie et de la quantité de mouvement des particules (8 h)

 

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).

 

4.  Cinématique des coprs rigides (9 h)

 

Mouvement d’un corps rigide dans le plan, relation entre les vitesses de deux points sur d’un même corps rigide, méthode du centre instantané de rotation (C.I.R), relation entre les accélérations de deux points sur d’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 (accélération de Coriolis).

 

5.  Cinétique des corps rigides (4 h)

 

Équations du mouvement d’un corps rigide, principe de D’Alembert, mouvement avec contrainte.

 

6.  Méthode de l'énergie et de la quantité de mouvement des corps rigides (5 h)

 

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.

 




Laboratoires et travaux pratiques

Voir le calendrier sur Moodle pour l'horaire.




Utilisation d'outils d'ingénierie

Outils de modélisation et de simulation numérique des équations dynamiques (Adams ou Simulink).




Évaluation

Groupe 01 et 02

Quiz (10 quiz sur Moodle) 10 %
Devoirs (2 devoirs répartis au cours de la session) 20 %
Examen intra (180 minutes) 35 %
Examen final (180 minutes - durant la période des examens finaux) 35 %

 

Groupe 03

Devoirs (2 devoirs répartis au cours de la session) 20 %
Examen intra (180 minutes) 40 %
Examen final (180 minutes, période des examens finaux) 40 %

 

Tous les groupes:

Clause particulière : Un échec sera automatiquement attribué aux étudiants qui n'obtiendront pas une moyenne cumulative de 50 % pour les évaluations individuelles.

ABSENCE À UN EXAMEN ET À UN LABORATOIRE. Dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de son activité d’évaluation, l’étudiant devra justifier son absence auprès de la Coordonnatrice - Affaires départementales (Génie mécanique) pour une activité d’évaluation durant le trimestre et auprès du Directeur du Bureau des services académiques pour un examen final. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat ou autre) à un examen, entraînera l’attribution de la note zéro (0).

 




Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 12 juin 2019
2 18 juin 2019
3 27 juin 2019



Date de l'examen final
Votre examen final aura lieu pendant la période des examens finaux, veuillez consulter l'horaire à l'adresse suivante : http://etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/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 7.2.7 b / cycles supérieurs, article 6.5.4 b) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.

Dispositions additionnelles

Retard de remise d'un travail : pénalité pouvant aller jusqu'à 10 % par jour.




Absence à un examen
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivants, la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence d’un examen durant le trimestre auprès de la coordonnatrice – Affaires départementales qui en référera au directeur du département ou du SEG. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Dans tous les cas, l’étudiant doit effectuer sa demande en complétant le formulaire prévu à cet effet qui se trouve dans son portail Mon ÉTS/Formulaires. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat, Activité compétitive d’un étudiant appartenant à un club scientifique ou un club sportif d’élite de l’ÉTS ou au programme « Alliance sport étude » ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note zéro (0).



Plagiat et fraude
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 étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (https://www.etsmtl.ca/A-propos/Direction/Politiques-reglements/Infractions_nature_academique.pdf ) 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 les étudiants sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (https://www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).



Documentation obligatoire

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 à la COOP.




Ouvrages de références
  • 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.



Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

https://ena.etsmtl.ca




Autres informations

Courriel « ÉTUDIANTS-PROFESSEURS »

 

Le Service des technologies de l’information, en collaboration avec les départements et le Service des enseignements généraux, vous présentent leur service de « courriel étudiants-professeurs ».

 

Cet outil vise à augmenter la quantité de services offerts aux étudiants et à favoriser un échange accru d’informations entre les étudiants et les professeurs. Chaque étudiant disposera d’une boîte de courriel (15 MB) et d’une adresse normalisée. Chaque professeur pourra ainsi communiquer avec un étudiant ou avec l’ensemble des étudiants inscrits à son cours.

 

 

a) Clientèle cible :

  • tous les étudiants inscrits à chaque session.

 

b) Accessibilité :

  • à partir d’un fureteur quelconque sur le site WEB de l’ÉTS sous la rubrique :

GUICHET INTERACTIF.

 

  • à partir d’un fureteur quelconque à l’adresse suivante :

http://webmail.ens.etsmtl.ca

 

serveur entrant : webmail.ens.etsmtl.ca

serveur sortant : le serveur SMTP de votre fournisseur Internet.

 

c) Authentification au système de courriel :

  • à chaque session de travail, le système de courriel vous demandera de vous identifier; une fenêtre (Mot de passe réseau) apparaîtra et vous devrez fournir à la rubrique :

Nom de l’utilisateur : votre code d’accès universel; Mot de passe : votre NIP (utilisé dans ChemiNot).

 

Pour connaître votre code d’accès universel? Allez dans ChemiNot, sous l’onglet intitulé : Info.générales. La forme générale de ce code est la suivante : AA99999. Si vous avez oublié votre NIP, allez au Bureau du registraire.

 

Avec la création de votre boîte de courriel, le système de courriel vous a également créé une adresse électronique dite « normalisée » que vous pouvez diffuser. Elle a la forme suivante : Prénom.nom.99@ens.etsmtl.ca (disponible dans ChemiNot).

 

Notes que cette adresse normalisée ne contient pas de caractères accentués, ni de caractères spéciaux comme par exemple: l'apostrophe et l'espace (les logiciels de courriel ont horreur de ces caractères).