Université du Québec en Outaouais Département d'informatique et d'ingénierie
Sigle : GEN1033  Gr. 01
Titre : Statique
Session : Automne 2017  Horaire et local
Professeur : Eftimov, Tinko
1. Description du cours paraissant à l'annuaire :

Objectifs

Objectifs : Au terme de cette activité, l'étudiant(e) sera en mesure : d'utiliser une méthode efficace de résolution des problèmes de la statique applicable également à la résolution des problèmes en génie.

Contenu

Contenu : Concepts de base et notions fondamentales de la mécanique. Scalaires et vecteurs. Unités; calcul d'erreur. Principes de Newton. Loi de la gravitation. Méthode de résolution de problèmes de statique. Force; moment; couple. Composantes. Résultantes. Systèmes de forces à deux et à trois dimensions. Isolation des systèmes mécaniques. Diagramme du corps libre (DCL). Conditions d'équilibre. Types d'appuis. Propriétés des surfaces et des volumes : centre de masse, centroïde, moments d'inertie. Structures. Treillis simples. L'étude des efforts internes s'exerçant dans les treillis, les poutres et les câbles flexibles sollicités par des forces externes. Charpentes et mécanismes. Introduction à la méthode de travaux virtuels. Projet de calcul de structures statiques.
2. Objectifs spécifiques du cours :
Le cours couvre 3 des 12 qualités requises des diplômés telles que définies dans les normes d'agrément des programmes de génie au Canada (http://www.engineerscanada.ca/fr/ressources-en-matiere-dagrement):

Qualité 1 : Connaissances en génie

Qualité 2 : Analyse de problèmes

Qualité 5 : Utilisation d'outils d'ingénierie

Les qualités 1 et 2 sont mesurées dans ce cours pour fins de rétroaction.

Objectifs spécifiques Qualité Indicateurs Introduit Développé Appliqué
  • L'étude des forces et des principes d'équilibre dans le plan et dans l'espace
  • L'application des principes d'équilibre à l'analyse de structures simples.
  • L'étude des forces réparties et des propriétés des corps solides telles que le centre de masse et les moments d'inertie.
  • L'étude des efforts internes s'exerçant dans les treillis, les poutres et les câbles flexibles sollicités par des forces externes
1
2. Démontrer une connaissance des concepts fondamentaux de la physique et de la chimie.
x
3. Comprendre et appliquer les notions fondamentales de l'ingénierie.
x
  • L'introduction à une méthode efficace de résolution des problèmes de la statique applicable également à la résolution de tous les problèmes en génie.
2
1. Identifier les informations connues et inconnues, et les incertitudes d'un problème.
x
2. Formuler un processus de résolution de problème, comprenant des approximations et des hypothèses.
x
3. Stratégies pédagogiques :
  • Leçons magistrales : 3 heures de cours par semaine. En plus des principes fondamentaux, plusieurs exemples seront faits en classe pour permettre aux étudiants de bien assimiler la matière théorique présentée aux cours.
  • Travaux dirigés: 2 heures de résolution de problèmes par semaine.
4. Heures de disponibilité ou modalités pour rendez-vous :
Consultations par rendez-vous.
5. Plan détaillé du cours sur 15 semaines :
Semaine Thèmes Dates
1    Chapitre 1 : Introduction - Notions de base mathématiques et scientifiques.

Forces, types et systèmes de forces. Les effets d'action d'une force: travail et moment.

Grandeurs physiques. Unités. Scalaires, vecteurs, tenseurs. Produits scalaires et produits vecteurs. Unités. Précisions: erreurs. Forces. Lois de Newton.

Travail. Moments de force.

 11 sept. 2017 
2    Chapitre 2 : Statique et équilibre.

Statique. Équilibre. Diagramme du corps libre. Condition d'équilibre.

Travail dirigé 1 (Le 18 septembre 2017)

18 sept. 2017 
3    Chapitre 3 : Action de forces: en un point, dans un plan, dans l'espace.

Travail dirigé 2 (Le 25 septembre 2017)

 25 sept. 2017 
4    Chapitre 4 : Treillis de deux et de trois dimensions.

Treillis simples et plans. analyse d'un treillis. Méthodes des noeuds et des sections.

Travail dirigé 3 (Le 2 octobre 2017)

 02 oct. 2017 
5    Semaine d'études 09 oct. 2017 
6    Chapitre 5 : Charpentes.

Charpentes et mécanismes.

Travail dirigé 4 (Le 16 octobre 2017)

 16 oct. 2017 
7    Chapitre 6 : Surfaces et volumes. Centroïde, centre de masse.

Centroïde de courbes, de surfaces et de volumes.

Travail dirigé 5 (Le 23 octobre 2017)

 23 oct. 2017 
8    Examen intra 30 oct. 2017 
9    Chapitre 7: Forces réparties.

Théorème de Pappus-Guldin

Travail dirigé 6 (Le 6 novembre 2017)

 06 nov. 2017 
10    Chapitre 8 : Forces internes et moments. Poutres.

Structures et poutres. Relation entre la charge, l'effort tranchant et le moment fléchissant.

Travail dirigé 7 (Le 13 novembre 2017)

Devoir 1 (6 novembre 2017)

 13 nov. 2017 
11    Chapitre 9 : Frottement.

Types de frottement. Paliers, vis. Résistance au roulement.

Travail dirigé 8 (Le 20 novembre 2017)

 20 nov. 2017 
12    Chapitre 10 : Moments d'inertie.

Moments d'inertion

Travail dirigé 9 (Le 27 novembre 2017)

Devoir 2 (27 novembre 2017) 		27 nov. 2017 
13    Chapitre 11: Travail virtuel et énergie.

Travaux virtuels. Méthode de travail vituel. Équilibre. Corps rigides. Corps déformables. Énergie potentielle et stabilité.

Travail dirigé 10 (Le 4 décembre 2017)

 04 déc. 2017 
14    Semaine de révision et de rattrapage

Travail dirigé 11 (Le 11 décembre 2017)

 11 déc. 2017 
15    Examen final 18 déc. 2017 
6. Évaluation du cours :

Il faut obtenir au moins 50 % de la note aux examens (mi-session et final) pour que les notes des autres travaux soient prises en compte dans le calcul de la moyenne finale.

Outils d'évaluation Pondération Indicateurs évalués
Devoirs (2)
10 %
Examen mi-session
30 %
1.2
Examen final
40 %
1.3; 2.1
Projet de conception
20 %
2.2

Par indicateur mesuré, on entend qu'à la fin du cours, un niveau de performance (0,1,2,3) est donné pour chaque indicateur et pour chaque étudiant selon la grille ci-dessous:

Indicateurs Niveau 0 Niveau 1 Niveau 2 Niveau 3
1.2. Démontrer une connaissance des concepts fondamentaux de la physique et de la chimie.
Moins de 52 %
Entre 52 et 63 %
Entre 64 et 83 %
Plus de 84 %
1.3. Comprendre et appliquer les notions fondamentales de l'ingénierie.
Moins de 52 %
Entre 52 et 63 %
Entre 64 et 83 %
Plus de 84 %
2.1 - Identifier les informations connues et inconnues, et les incertitudes d'un problème.
Identification inadéquate ou inexistante des informations connues et inconnues et des incertitudes
Identification partielle des informations connues et inconnues et des incertitudes
Identification adéquate des informations connues et inconnues et des incertitudes
Identification exhaustive des informations connues et inconnues et des incertitudes
2.2 - Formuler un processus de résolution de problème, comprenant des approximations et des hypothèses.
Formulation du processus de résolution inacceptable et traitement inadéquat des approximations et des hypothèses
Formulation du processus de résolution acceptable, mais traitement partiel des approximations et des hypothèses
Formulation du processus de résolution et traitement des approximations et des hypothèses acceptables
Formulation du processus de résolution et traitement des approximations et des hypothèses remarquables
7. Politiques départementales et institutionnelles :
8. Principales références :
  • Optionnel : F. P. Beer, E. R. Johnston, D. F. Mazurek et E. R. Eisenberg, Mécanique pour ingénieurs, vol. 1, 2e édition. Chenelière McGraw-Hill, 2010 - ISBN 978-2-7651-0620-3.
  • Obligatoire : J. L. Meriam et L. G. Kraige, Mécanique de l'ingénieur : STATIQUE, vol. 1, 4e édition. Les Éditions Reynald Goulet, 2004 - ISBN 2-89377-087-8.
  • Notes de cours disponibles sur Moodle.
9. Page Web du cours :
https//moodle.uqo.ca