DESCRIPTIF DE SUJET DESTINE AU PROFESSEUR

Ex 5 – Relier forces et mouvement d’un Ex 8 – Utiliser le principe d’inertie (bis) Ex 9 – Exploiter un t = 0,20 s et 1,0 cm sur l’enregistrement

Première S : B Chapitre 12: Comment étudier l énergie

Réaliser et exploiter un enregistrement pour étudier l’évolution de l’énergie cinétique, de l’énergie potentielle et de l’énergie mécanique d’un système au cours d’un mouvement 1 Système isolé et chute libre Un système isolé n'est en interaction avec aucun autre système

DESCRIPTIF DE SUJET DESTINE AU PROFESSEUR

Mouvement et interactions Activités de découverte du principe d’inertie DESCRIPTIF DE SUJET DESTINE AU PROFESSEUR Objectifs Découvrir, puis exploiter le pinipe d’inetie et sa ontaposée Notions et contenus Seconde 3 Pinipe d’inetie Modèle du point matériel Pinipe d’inetie

TP n° MO6 Titre: LE PRINCIPE D’INERTIE

Pré-requis : Réaliser et exploiter des enregistrement vidéo pour analyser des mouvements Actions mécaniques, modélisation par une force Vocabulaire lié aux mouvements Scénario pédagogique: DI 80 min = 1 séance de TP avec la récré 5 min : * Lecture de la situation déclenchante, proposer une hypothèse sur le mouvement 5 min

Chap9exos - Rien ne va de soi

On note et les quantités de mouvement deA et de B Ilors qu'ils s'éloignent l'un de l'autre Montrer que PA c Comparer les directions, les sens et les valeurs des vitesses deA et de B, notées respectivement VA(t) et VB(t) 12 Exploiter un enregistrement Deux mobiles autoporteurs A et B, de masses différentes

2 TP P9 Voiture : forces et principe d’inertie

et principe d’inertie NOMS : Chapitre 4P Livre p 190-210 Objectifs : - Représenter des vecteurs vitesse d’un système lors d’un mouvement - Exploiter le principe d’inertie ou sa contraposée pour déduire des informations sur les forces - Relier la variation du vecteur vitesse d’un système à la somme des forces subies par celui-ci

Solide sur deux plans ( 8 pts)

6 Entre B et C le solide est soumis à son poids et à la réaction normale du plan Ces deux forces se compensent dans un référentiel terrestre supposé galiléen donc d'après le principe d'inertie, le solide est animé d'un mouvement rectiligne uniforme 1pt Exploiter un enregistrement (8,5 pts)

PROGRAMMES DE SCIENCES PHYSIQUES DES CLASSES DE TERMINALES S1

Insister sur l’importance du choix du référentiel pour l’étude d’un mouvement Le principe de l'inertie sera énoncé et on l'illustrera à l'aide d'un banc à coussin d'air (à défaut faire exploiter un document) Définir par la même occasion la notion de référentiel

Activité: tracé du vecteur vitesse - pagesperso-orangefr

1 et G 4 2 Décrire la variation du vecteur vitesse : pour cela comparer les 2 vecteurs vitesse obtenus à la question 1 et décrire les modifications de direction, de sens, de longueur 3 Que peut-on en conclure sur le mouvement ? Partie2 : Trajectoire lors d’un virage La voiture de course aborde maintenant un virage

Prof TP N°8-PROF : MOUVEMENT DE PROJECTILE DANS LE CHAMP DE

Un ordinateur muni du logiciel généris 5+ Un appareil photo numérique permettant d’enregistrer des vidéos ou un caméscope numérique Objectifs : Savoir exploiter un document expérimental reproduisant la trajectoire d’un projectile chap 11 – (4): Tracer des vecteurs vitesse et accélération

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Mouvement et

interactions Activités de découverte du principe d'inertie

DESCRIPTIF DE SUJET DESTINE AU PROFESSEUR

Objectifs Découvrir, puis exploiter le principe d'inertie et sa contraposĠe

Notions et contenus

Seconde

3.Principe d'inertie

Modèle du point matériel.

Principe d'inertie.

Cas de situations d'immobilité et de mouvements rectilignes uniformes.

Cas de la chute libre à une dimension.

Capacités exigibles

Eǆploiter le principe d'inertie ou sa contraposĠe pour en dĠduire des informations soit sur la nature du mouǀement d'un systğme modĠlisĠ par un point matĠriel, soit sur les forces.

Relier la ǀariation entre deuǆ instants ǀoisins 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.

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.

Type d'actiǀitĠ Petites analyses de situations en autonomie

Description succincte

Etude de 4 situations permettant de répondre à la problématique : Yuelles informations peut apporter l'Ġtude du mouǀement d'un systğme ou l'Ġtude des

Compétences

travaillées

S'approprier

Analyser/Raisonner

Réaliser

Valider

Communiquer

Place dans la progression de la séquence et/ou de l'annĠe : Introduction à la séquence sur le principe d'inertie Cette séance d'1h peut ġtre proposĠe comme deǀoir maison ou traitĠe en classe. La

question 5 peut servir d'Ġǀaluation (papier, plickers, socrative etc...) lorsque le travail aura

été corrigé en classe afin de vérifier que les notions sont bien acquises . Source(s) Image finale : https://fr.wikipedia.org/wiki/Novak_Djokovic

Aucune, réalisation personnelle.

Auteur(s) Nadia MARION - Lycée en Forêt - Montargis (Voir à la fin de la ressource pour plus de précisions)

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ACTIVITÉ

SUPPORT(S) D'ACTIVITÉ NTIOU CONTNXTN

Doc. 1 : Rappel sur la représentation vectorielle

Addition vectorielle :

Soustraction vectorielle :

Vecteur nul :

Lorsque la somme des vecteurs forces qui s'exercent sur un système est égale au vecteur nul, on dit que

les forces se compensent. Soient les positions successives du point M d'un mobile au cours de son déplacement : La variation du vecteur vitesse entre 2 instants t1 (mesuré en M1) et t2 (mesuré en M2) notée est : - nulle si les vecteurs vitesses ont mêmes direction, sens et norme soit : - non nulle si les vecteurs vitesses ont des directions, sens et/ou normes différentes soit :

Doc. 2 : Problématique

Quelles informations peut apporter l'étude du mouvement d'un système ou l'étude des forces qui s'exercent sur lui?

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Doc. 3 : Situation 1

Système étudié : Mobile autoporteur immobile sur une table horizontale.

Référentiel d'étude

Doc. 4 : Situation 2

Système étudié : Mobile autoporteur en mouvement sur une table horizontale.

Référentiel d'étude

Enregistrement (à l'échelle réelle ) de la trajectoire du centre

Les forces de frottements sont négligeables.

G0 G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7

Doc. 5 : Situation 3

Système étudié : Chute d'une clémentine lâchée sans vitesse initiale.

Référentiel d'étude

Les forces de frottements sont négligeables.

On a filmé la chute d'une clémentine et effectué un pointage avec un logiciel des positions de son centre d'inertie G au cours de la chute. Le logiciel a calculé les vitesses aux points représentés ci-contre :

PoinWV Gi G1 G2 G3 G4

ViWeVVe

en Gi en m.V- 1

0,7 1,5 2,2 3,0

Clémentine en chute verticale (figure 3)

G +

SenV Tu TéplacemenW

G +

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Doc. 6 : Situation 4

Système étudié : La Lune qui tourne autour de la Terre

Référentiel d'étude

(figure 4)

CONSIGNES DONNÉES L'ÉLÈVN

Afin d'aider Théo et Gabrielle à répondre à cette problématique, répondre aux questions suivantes

analyVanW leV 4 ViWuaWionV propoVéeV TanV leV TocumenWV.

1. ÉWuTe TeV forceV

a. Pour cUaque ViWuaWionH repréVenWer VanV Vouci TGécUelleH leV forceV qui VGexercenW Vur leV VyVWèmeV

éWuTiéV (figureV 1 à 4).

b. Pourquoi peuW-on affirmer que leV forceV VGexerçanW Vur leV VyVWèmeV TanV leV ViWuaWionV 1 eW 2 Ve

compenVenW?

2. Étude deV viWeVVeV

a. Pour la ViWuaWion 2H que peuW-on Tire TeV 3 vecWeurV TéplacemenWV eW

CommenW nomme-W-on un Wel mouvemenW?

Tracer leV vecWeurV viWeVVe

(en G1), 2) et (en G3), sur l'enregistrement sans souci d'échelle. b. Pour la ViWuaWion 3H que peuW-on Tire TeV vecWeurV TéplacemenWV eW

CommenW nomme-W-on un Wel mouvemenW?

Tracer leV vecWeurV viWeVVe

H Vur lGenregiVWremenW en uWiliVanW lG écUelle 1cm pour 1 m.V-1.

c. Pour cUacun TeV enregiVWremenWV TeV ViWuaWionV 2H 3 eW 4H en TéTuire Vi la variaWion Tu vecWeur viWeVVe

eVW nulle ou non nulle en juVWifianW voV réponVeV. d. Que peuW-on Tire Te la variaWion Tu vecWeur viWeVVe pour la ViWuaWion 1? e. Pour quelles situations obtient-on ? Nn TéTuire la naWure Tu mouvemenW Tu VyVWème pour que ceWWe conTiWion VoiW réaliVée (2 réponVeV VonW aWWenTueV).

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3. Dans le tableau récapitulatif ci-aprèVH enWourer leV bonneV réponVeV J

SiWuaWion

CompenVaWion TeV forceV

1 nulle I non nulle oui Inon

2 nulle I non nulle oui Inon

3 nulle I non nulle oui Inon

4 nulle I non nulle oui Inon

A lGaiTe TeV réVulWaWV Tu WableauH en TéTuire un lien enWre la variaWion Tu vecWeur viWeVVe Tu cenWre

TGinerWie G eW la Vomme TeV vecWeurV forceV VGexerçanW Vur le VyVWème.

4. Le principe d'inertie

a. CUercUer TanV le manuel Te pUyVique-cUimie ou Vur InWerneW (Vource à préciVer) à quoi correVponT le

Principe d'Inertie eW quel VcienWifique eVW lGauWeur Te ce principe. Ce principe eVW-il vérifié pour leV

ViWuaWionV précéTenWeV?

b. Ńaire TeV recUercUeV Vur le VcienWifique en préciVanW leV VourceV (TaWeV Te naiVVance eW Te TécèVH

naWionaliWéH auWreV TécouverWeV) c. Que penVeY-vouV TeV affirmaWionV Te TUéo eW Gabrielle? RéponTre en cocUanW la bonne caVe J ...Seul Théo a raison ...Seule Gabrielle a raison ...Théo et Gabrielle ont tous les deux raison ...Théo eW Gabrielle onW WouV leV Teux WorW.

5. UWiliVeY le principe TGinerWie pour réponTre aux queVWionV VuivanWeV J

Les situations sont étudiées dans le référentiel terrestre. Cocher la bonne réponse. a. Une voiWure a un mouvemenW recWiligne uniforme Tonc leV forceV qui VGexercenW

Vur elle J

... Ve compenVenW ...ne se compensent pas b. La voiWure accélère Tonc leV forceV qui VGexercenW Vur elle J ...se compensent ...ne se compensent pas c. Óon VWylo eVW poVé Vur la Wable Tonc leV forceV qui VGexercenW Vur lui J ...se compenVenW ...ne se compensent pas

Cette partie peut

être traitée en

évaluation pour

vérifier les acquis des élèves

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d. LΖascenseur du lycĠe s'Ġlğǀe à viWeVVe conVWanWe verV lGéWage menanW aux ValleV Te pUyVique-cUimieH

Tonc leV forceV qui VGexercenW Vur lui TuranW Va monWée J ...se compensent ...ne se compensent pas e. Les forces qui s'exercenW Vur un penTule en mouvemenW ne Ve compenVenW paVH Tonc J ...le mouvement du pendule est rectiligne uniforme ...le mouvement du pendule n'est pas rectiligne uniforme ...le mouvement du pendule est rectiligne non uniforme f. Les forces qui s'exercent Vur une paWineuVe en mouvemenW Vur la glace Ve compenVenWH

Tonc J

...son mouvement est rectiligne uniforme ...son mouvement est circulaire uniforme ...son mouvement est rectiligne non uniforme ...on ne peut rien conclure. g. Novak Djokovic renvoie la balle à Rafael NaTal. Au courV Te Va WrajecWoire enWre leV 2 joueurVH la balle nGeVW VoumiVe quGà

Von poiTV. On en TéTuiW que J

...son mouvement est rectiligne uniforme ...son mouvement n'est pas rectiligne uniforme ...on ne peut rien conclure. image wikipéTia

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REPÈRES ÉVNNTUNLS POUR L'VALUATION

CorrecWion poVVible J

1. ÉWuTe TeV forceV

b. Pour les situations 1 et 2, le poids eW la réacWion normale Tu VupporW onW mêmeV TirecWionV eW normeV maiV TeV VenV oppoVéV.

2. Étude des vitesses

a. Les vecteurs déplacementV VonW égaux. Le mouvemenW eVW Tonc recWiligne uniforme.

b. LeV vecWeurV TéplacemenWV onW la même TirecWion eW le même VenV maiV TeV normeV TifférenWeV.

Le mouvemenW eVW Tonc recWiligne non uniforme.

LeV normeV TeV viWeVVeV VonW coUérenWeV car

K K ce qui enWraine que c. SiWuaWion 2 J car

Situation 3 J

car B

SiWuaWion 4 J

car B (leV vecWeurV viWeVVe onW TeV TirecWionV TifférenWeV) d. Le mobile éWanW au repoVH on en TéTuiW que Von vecWeur viWeVVe eVW nul Tonc e. pour leV ViWuaWionV 1 eW 2 J le VyVWème a un mouvemenW recWiligne uniforme ou eVW au repoV. 3.

Situation

Compensation des forces

1 nulle oui

2 nulle oui

3 non nulle non

4 non nulle non

CriWèreV Te réuVViWe J

Momaine Te

CompéWenceV évaluéeV CriWère Te réuVViWe

SGapproprier (APP) Extraire des informations à partir des documents, réinvestir les connaissances des

chapitres précédents (décrire un mouvement et modéliser une action), se questionner.

AnalyVerIRaiVonner

(ANA)

Analyser une situation et décrire les phénomènes, proposer des paramètres influençant un

phénomène, mener un raisonnement en cohérence avec la situation proposée afin d'en déduire le principe d'inertie. RéaliVer (RNA) Calculer des normes de vitesse, tracer des vecteurs vitesse et des vecteurs force. ValiTer (VAL) Exploiter et interpréter les informations, valider ou invalider une hypothèse.

Communiquer (COÓ)

Utiliser un vocabulaire scientifique adapté et rigoureux. 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 M J leV inTicaWeurV cUoiViV ne VonW paV préVenWV.quotesdbs_dbs47.pdfusesText_47

[PDF] DESCRIPTIF DE SUJET DESTINE AU PROFESSEUR

Mouvement et

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

Prérequis

Cycle 4 - Mouvement et interactions

Mouvements rectilignes et circulaires.

2nde - Mouvement - Modéliser une action sur un système

Principe d'inertie.

Description succincte

Compétences

S'approprier

Analyser/Raisonner

Réaliser

Valider

Communiquer

Aucune, réalisation personnelle.

ACTIVITÉ

SUPPORT(S) D'ACTIVITÉ NTIOU CONTNXTN

Addition vectorielle :

Soustraction vectorielle :

Vecteur nul :

Doc. 2 : Problématique

Doc. 3 : Situation 1

Référentiel d'étude

Doc. 4 : Situation 2

Référentiel d'étude

Les forces de frottements sont négligeables.

Doc. 5 : Situation 3

Référentiel d'étude

Les forces de frottements sont négligeables.

PoinWV Gi G1 G2 G3 G4

ViWeVVe

0,7 1,5 2,2 3,0

Clémentine en chute verticale (figure 3)

SenV Tu TéplacemenW

Doc. 6 : Situation 4

Référentiel d'étude

CONSIGNES DONNÉES L'ÉLÈVN

1. ÉWuTe TeV forceV

éWuTiéV (figureV 1 à 4).

2. Étude deV viWeVVeV

CommenW nomme-W-on un Wel mouvemenW?

Tracer leV vecWeurV viWeVVe

CommenW nomme-W-on un Wel mouvemenW?

Tracer leV vecWeurV viWeVVe

3. Dans le tableau récapitulatif ci-aprèVH enWourer leV bonneV réponVeV J

SiWuaWion

CompenVaWion TeV forceV

1 nulle I non nulle oui Inon

2 nulle I non nulle oui Inon

3 nulle I non nulle oui Inon

4 nulle I non nulle oui Inon

4. Le principe d'inertie

ViWuaWionV précéTenWeV?

5. UWiliVeY le principe TGinerWie pour réponTre aux queVWionV VuivanWeV J

Vur elle J

Cette partie peut

être traitée en

évaluation pour

Tonc J

Von poiTV. On en TéTuiW que J

REPÈRES ÉVNNTUNLS POUR L'VALUATION

CorrecWion poVVible J

1. ÉWuTe TeV forceV

2. Étude des vitesses

Le mouvemenW eVW Tonc recWiligne non uniforme.

LeV normeV TeV viWeVVeV VonW coUérenWeV car

Situation 3 J

SiWuaWion 4 J

Situation

Compensation des forces

1 nulle oui

2 nulle oui