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École de technologie supérieure
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Responsable(s) de cours :
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Thomas Dupont, Éric David
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PLAN DE COURS
Automne 2019
MEC222 : Dynamique (3 crédits)
Préalables
| Programme(s) : 7684 | | | | | | | | | | | 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
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
- 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 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 TI / Ordinateur pour les TD sur Adams et Simulink;
- Ordinateur ou téléphone cellulaire (pour les séances d'apprentissage-actif).
Horaire
| Groupe | Jour | Heure | Activité |
| 01 | Lundi | 08:30 - 12:00 | Activité de cours |
| Lundi | 15:30 - 17:30 | Travaux pratiques et laboratoire |
| 02 | Lundi | 09:30 - 11:30 | Travaux pratiques et laboratoire |
| Lundi | 13:30 - 17:00 | Activité de cours |
| 03 | Lundi | 18:00 - 20:00 | Travaux pratiques et laboratoire |
| Vendredi | 18:00 - 21:30 | Activité de cours |
Coordonnées de l’enseignant
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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8
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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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4
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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
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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3
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Laboratoires et travaux pratiques
Voir le calendrier sur le site Moodle pour l'horaire et l’organisation.
Utilisation d'outils d'ingénierie
Calculatrice TI / Ordinateur pour les TD 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 7 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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Dates des examens intra
| Groupe(s) | Date |
| 1, 2 | 28 octobre 2019 |
| 3 | 25 octobre 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).
Documentation obligatoire
- Groupes 1 et 3 : Notes de cours de MEC222 des professeurs Ho Ngoc Sang et Van Ngan Le, version Juillet 2019, disponible à la Coop.
- Groupe 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 à la Coop.
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, disponible à la Coop.
- 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.