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AcadĠmie d'OrlĠans-TourV ReVVourceV réforme Tu Lycée 2019I2020

1

Mouvement et

interactions Un parachutiste en chute libre

DESCRIPTIF DE SUJET DESTINE AU PROFESSEUR

Notions et contenus

Seconde

3.Principe d'inertie

Modèle du point matériel

Principe d'inertie

Cas de la chute libre à une dimension

Capacités exigibles

ƒEdžploitation du principe d'inertie et sa contraposĠe

ƒRelier la ǀariation du ǀecteur ǀitesse d'un systğme modĠlisĠ par un point matĠriel ă

l'edžistence d'actions edžtĠrieures.

Prérequis

Cycle 4 - Mouvement et interactions

Mouvements rectilignes et circulaires.

Mouvements uniformes et mouvements dont la vitesse varie au cours du temps en direction ou en valeur. Identifier les interactions mises en jeu (de contact ou à distance) et les modéliser par des forces.

2nde - Mouvement - Modéliser une action sur un système

Caractériser un mouvement rectiligne uniforme ou non uniforme.

Représenter le vecteur vitesse en un point.

ModĠliser l'action dΖun systğme edžtĠrieur sur le systğme ĠtudiĠ par une force.

Représenter une force par un vecteur ayant une norme, une direction, un sens.

Principe d'inertie et sa contraposĠe.

Type d'actiǀitĠ Activité documentaire

Description succincte

grand frisson » pour exploiter le mouvement de chute à une dimension.

Compétences

travaillées S'approprier : Sélectionner les informations issues de la vidéo en lien avec les questions posées. Analyser/Raisonner : Savoir utiliser les données recueillies pour calculer la vitesse à différents instants et savoir positionner les vecteurs vitesse sur un graphique. Réaliser : Tracer les vecteurs vitesse, les vecteurs force. Faire la somme des forces. Valider : Comparer la vitesse limite obtenue avec celle énoncée par Jamy. Mettre en lien la variation du vecteur vitesse et la somme des forces.

SĠance d'1h30 de travaux pratiques.

Salle avec un ordinateur par binôme avec casques. Source(s) La vidéo " C'est pas sorcier : parachute, parapente, le grand frisson ».

AcadĠmie d'OrlĠans-TourV ReVVourceV réforme Tu Lycée 2019I2020

2

ACTIVITÉ

SUPPORT(S) D'ACTIVITÉ NTIOU CONTNXTN

Doc. 1 : " C'est pas sorcier : Parachute, parapente, le grand frisson ! » ViVionner la viTéo TiVponible au lien VuivanW J

Me 5min30 à 9min20.

CONSIGNES DONNÉES L'ÉLÈVN

I-Recueil d'informations sur le saut en parachute ă partir de la ǀidĠo

2) ManV le viTe J

Intervalle de temps t Distance d parcourue en m

ManV la première VeconTe

ManV la Teuxième VeconTe

ManV la WroiVième VeconTe

ManV la Tixième VeconTe

Intervalle de temps t Distance d parcourue en m

Dans la première seconde

Dans la deuxième seconde

Dans la troisième seconde

Dans la dixième seconde

Dans la onzième seconde

AcadĠmie d'OrlĠans-TourV ReVVourceV réforme Tu Lycée 2019I2020

3 II-) NxploiWaWion TeV informaWionV exWraiWeV Te la viTéo

1) ManV le viTe J

TempV (V) ViWeVVe (en m.V-1)

A l'instant t с 1 s

v =

A l'instant t с 2 s

v =

A l'instant t с 3 s

v =

A l'instant t с 10 s

v =

2) Dans l'air J

TempV (V) ViWeVVe (en m.V-1)

A l'instant t с 1 s

v =

A l'instant t с 2 s

v =

A l'instant t = 3 s

v =

A l'instant t с 10 s

v =

A l'instant t с 11 s

v =

a) Quelle eVW la naWure Te la WrajecWoire ?......................................................................................................

c) La viWeVVe limiWe que vouV WrouveY eVW-elle coUérenWe avec celle Te 180 km.U-1 annoncée par Jamy ?

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4 On peuW TécompoVer le mouvemenW Te ŃreT dans l'air en deux phases J

1ère pUaVe entre l'instant t с 0 s et l'instant t с 9 V J

ÓeWWre en parallèle la variaWion Tu vecWeur viWeVVe eW la Vomme TeV forceV appliquéeV J Représenter par un point les positions de Fred au cours des trois premières secondes de sa chute et représenter le vecteur vitesse pour chaque position (1 cm pour 20 m.s-1 ).

Le vecteur vitesse varie-t-il ?

ReprĠsenter (sans souci d'Ġchelle) la ou

les force(s) exercées sur Fred, représenté par le point G ci-dessous :

Au cours des 2 premières secondes :

G

Au cours de la troisième seconde :

G

Que peut-on dire de la somme des

vecteurs forces ?

2ème pUaVe ă partir de l'instant t с 10 V J

Distance séparant

les positions en m

AcadĠmie d'OrlĠans-TourV ReVVourceV réforme Tu Lycée 2019I2020

5 ÓeWWre en parallèle la variaWion Tu vecWeur viWeVVe eW la Vomme TeV forceV appliquéeV J Représenter par un point les positions de Fred au cours des dixième, onzième et douzième secondes de sa chute et représenter le vecteur vitesse pour chaque position (1 cm pour 20 m.s-1).

Le vecWeur viWeVVe varie-W-il ?

ReprĠsenter (sans souci d'Ġchelle) la ou

les force(s) exercées sur Fred, représenté par le point G ci-dessous : G

Que peuW-on Tire Te la Vomme TeV

vecWeurV forceV ? entre deux instants voisins et la somme des vecteurs forces.

Distance

séparant les positions en m

Position à t = 10 s

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6

REPÈRES ÉVNNTUNLS POUR L'VALUATION

CorrecWion poVVible J

I-Recueil d'informations sur le saut en parachute ă partir de la ǀidĠo

Dans le vide J

InWervalle Te WempV W MiVWance T parcourue en m

ManV la première VeconTe 5

ManV la Teuxième VeconTe 15

ManV la WroiVième VeconTe 25

ManV la Tixième VeconTe 95

Dans l'air, quelle force supplémentaire faut-il conViTérer ? La rĠsistance de l'air CommenW varie ceWWe force avec la viWeVVe Tu paracUuWiVWe ? Nlle augmenWe quanT la viWeVVe augmenWe.

InWervalle Te WempV W MiVWance T parcourue en m

ManV la première VeconTe 5

ManV la Teuxième VeconTe 15

ManV la WroiVième VeconTe 22

ManV la Tixième VeconTe 50

ManV la onYième VeconTe 50

Quelle eVW la viWeVVe limiWe aWWeinWe ? 180 kmIU

II-Exploitation des informations extraites de la vidéo

1)ManV le viTe J

Temps (s) Vitesse ( m.s-1)

A l'instant t с 1s v = d/t = 5/1= 5 m.s-1

A l'instant t с 2 s v = 15 m.s-1

A l'instant t с 3 s v = 25 m.s-1

A l'instant t с 10 s v = 95 m.s-1

Mécrire le mouvemenW Te ŃreT J recWiligne accéléré

Tonc elleV ne Ve compenVenW paV.

2) Mans l'air.

TempV (V) ViWeVVe ( m.V-1)

A l'instant t с 1s v = TIW = 5I1= 5 m.V-1

A l'instant t с 2 s v = 15 m.V-1

A l'instant t с 3 s v = 22 m.V-1

A l'instant t с 10 s v = 50 m.V-1

A l'instant t с 11 s v = 50 m.V-1

Quelle eVW la naWure Te la WrajecWoire ? recWiligne CommenW évolue la viWeVVe ? Nlle augmenWe puiV Ve VWabiliVe. La viWeVVe limiWe que vouV WrouveY eVW-elle coUérenWe avec leV 180 km.U-1 annoncée par Jamy ? Oui car 180 km =180000m eW 1U = 3600 VH Monc J 180000I3600 = 50 mIV

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7 On peut décomposer son mouvement en deux phases J

1ère pUaVe J NnWre l'instant t с 0 et l'instant t с 9 s J

Le mouvement est recWiligne accéléré

Comme le mouvemenW eVW accéléréH leV forceV ne Ve compenVenW paV. Mettre en parallèle la variation du vecteur vitesse et la somme des forces appliquées : Représenter par un point les positions de Fred au cours des trois premières secondes de sa chute et représenter le vecteur vitesse pour chaque position (1 cm pour 20 m.s-1 ).

VariaWion Tu vecWeur viWeVVe ?

Oui

ReprĠsenter (sans souci d'Ġchelle) la ou

les force(s) exercées sur Fred, représenté par le point G ci-dessous :

Au cours des 2 premières secondes :

G

Au cours de la troisième seconde :

G

Somme TeV vecWeurV forceV J

non nulle

2ème pUaVe J A parWir de l'instant t с 10 s J

Le mouvement est recWiligne uniforme

NlleV Ve compenVenW

Distance séparant

les positions en m

Vecteur

poids

Résistance

Vecteur

poids

Vecteur

vitesse à t= 1s

Vecteur vitesse

à t= 2s

Vecteur vitesse

à t= 3s

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8 Mettre en parallèle la variation du vecteur vitesse et la somme des forceV appliquéeV J Représenter par un point les positions de Fred au cours des dixième, onzième et douzième secondes de sa chute et représenter le vecteur vitesse pour chaque position (1 cm pour 20 m.s-1). Distinguer les 2 phases du mouvement.

VariaWion Tu vecWeur viWeVVe ?

non

ReprĠsenter (sans souci d'Ġchelle) la ou

les force(s) exercées sur Fred, représenté par le point G ci-dessous : G

Somme TeV vecWeurV forceV J

Nulle

Conclusion de l'actiǀitĠ J

Le vecWeur viWeVVe enWre Teux inVWanWV voiVinV VARIN Vi la Vomme TeV vecWeurV forceV eVW NON NULLN eW

réciproquemenW.

Le vecWeur viWeVVe enWre Teux inVWanWV voiVinV NN VARIN PAS Vi la Vomme TeV vecWeurV forceV eVW NULLN eW

réciproquemenW.

Position à t = 10 s

Distance séparant les positions en m

Vecteur

poids

Résistance

Vecteur vitesse

à t= 10s

Vecteur vitesse

à t= 12s

Vecteur vitesse

à t= 11s

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Critères de réussite J

Momaine Te

CompéWenceV évaluéeV CriWèreV I Indicateurs Te réuVViWe

SGapproprier (APP)

Sélectionner les informations issues de la vidéo en lien avec les questions posées.

AnalyVerIRaiVonner

(ANA) Savoir utiliser les données recueillies pour calculer la vitesse à différents instants et savoir positionner les vecteurs vitesse sur un graphique.

RéaliVer (RNA)

Tracer les vecteurs vitesse, les vecteurs force. Faire la somme des forces.

ValiTer (VAL)

Comparer la vitesse limite obtenue avec celle énoncée par Jamy. Mettre en lien la variation du vecteur vitesse et la somme des forces. Niveau A J leV inTicaWeurV cUoiViV apparaiVVenW TanV leur (quaVi)WoWaliWé Niveau B J leV inTicaWeurV cUoiViV apparaiVVenW parWiellemenW Niveau C J leV inTicaWeurV cUoiViV apparaiVVenW Te manière inVuffiVanWe Niveau D J leV inTicaWeurV cUoiViV ne VonW paV préVenWVquotesdbs_dbs46.pdfusesText_46