Physique-Chimie Cycle 4
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Thème 1 - Organisation et transformations de la matière
Ch. 1
L'eau que nous buvons est-elle pure ?
Ch. 2
La matière : états, masse et volume
Ch. 3
Les changements d'état de la matière
Ch. 4
Les mélanges
Ch. 5
La matière à l'échelle microscopique
Ch. 6
Que trouve-t-on dans l'air ?
Ch. 7
Les transformations chimiques et la pollution
Ch. 8
Modélisation des transformations chimiques
Ch. 9
Les ions dans notre quotidien
Ch. 10
Quand les acides et les bases réagissent
Ch. 11
Introduction à la masse volumique
Ch. 12
La masse volumique
Ch. 13
La matière, dans l'espace et dans l'Univers
Ch. 14
De l'Univers aux atomes
Thème 2 - Mouvement et interactions
Ch. 15
Introduction à la vitesse et au mouvement
Ch. 16
Repérage de mouvement et mesure de vitesse
Ch. 17
Vitesse et mouvement
Ch. 18
Les interactions
Ch. 19
Les forces
Ch. 20
Le poids
Thème 3 - L'énergie et ses conversions
Ch. 21
Introduire la notion d'énergie
Ch. 22
Conversion et transfert de l'énergie
Ch. 23
La conservation de l'énergie
Ch. 24
Les circuits électriques
Ch. 25
La tension et l'intensité
Ch. 26
Relations entre grandeurs dans les circuits électriques
Ch. 27
Résistance et loi d'Ohm
Ch. 28
Puissance et énergie en électricité
Thème 4 - Des signaux pour observer et communiquer
Ch. 29
Le son
Ch. 30
La lumière
Ch. 31
Vitesse de propagation des signaux
Ch. 32
Des signaux au-delà de la perception humaine
Chapitre 11
Activité 4 - Tâche complexe

Quel signal pour la voiture autonome ?

Compétences : Lire et comprendre des documents scientifiques pour en extraire des informations.
Introduction
Mehdi se renseigne sur les voitures autonomes. Il est étonné qu'une voiture puisse rouler sans conducteur. Il se demande comment les capteurs comme le lidar ou le sonar arrivent à repérer les obstacles à temps pour stopper la voiture avant l'accident.

photo voiture autonome
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Crédits : SiliconValleyStock/Alamy

Doc. 1
Le lidar et le sonar.

Le lidar et le sonar.
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Le lidar et le sonar fonctionnent sur le même principe. Le lidar utilise la lumière (laser) et le sonar le son. Le signal lumineux ou sonore est émis puis réfléchi par l'obstacle lorsqu'il le rencontre et revient jusqu'au capteur.
La mesure du temps mis par la lumière ou par le son pour effectuer l'aller-retour entre la source et l'obstacle permet ensuite de calculer la distance à laquelle se trouve l'obstacle. Si nécessaire, l'ordinateur de bord actionne le freinage en moins d'une milliseconde.

Doc. 2
Distance d'arrêt d'un véhicule.

Schéma distance d'arrêt d'un véhicule.
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La distance d'arrêt d'un véhicule est la somme de la distance parcourue pendant le temps de réaction et de la distance de freinage. Le temps de réaction est la durée nécessaire pour que le conducteur perçoive et interprète l'information, prenne une décision et agisse. En moyenne, cette durée vaut une seconde. La distance de freinage est la distance parcourue entre le début du freinage et l'arrêt complet du véhicule.

Doc. 3
Les distances de freinage sur sols sec et humide.

Vitesse du véhicule
(en km/h)
Distance de freinage sur sol sec
(en m)
Distance de freinage sur sol humide
(en m)
3010,215,5
5042,160,4
9052,276,7
Ta mission
Une voiture roule par temps de pluie à la vitesse de 30 km/h, quand surgit un obstacle à 16 m d'elle. De l'oeil humain, du lidar ou du sonar, quel(s) capteur(s) n'est (ne sont) pas en mesure d'empêcher l'accident ? Justifie ta réponse à l'aide de calculs.

Pour accomplir ma mission

  • J'ai compris comment la distance d'arrêt est liée aux paramètres qui jouent sur elle.
  • J'ai calculé, en tenant compte des spécificités de chaque capteur, la distance d'arrêt qui lui correspond dans les conditions données.
  • J'ai identifié le(s) capteur(s) incapable(s) d'éviter la collision.

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