T1 - Mouvement, vitesse et nature du mouvement - SCENARIO Programme : T1 COMMENT PEUT-ON DECRIRE LE MOUVEMENT D’UN VEHICULE ? Capacités (à développer) 2nde professionnelle Connaissances (à atteindre) (…) (…) Identifier la nature d’un mouvement à partir d’un enregistrement. Connaître l’existence de mouvements de natures différentes : mouvement uniforme et mouvement uniformément varié (accéléré ou ralenti). Pré requis : Cette séquence vient après celle intitulée : « Mouvement, référentiel et trajectoire», où la question : « Comment décrire le mouvement d’un véhicule ? » avait été posée et où le début de réponse : « Il faut délimiter le système étudié, choisir un référentiel adapté et décrire la trajectoire » avait été établi. Au cours précédent, le professeur a donné un travail aux élèves, pour faire le point sur les souvenirs de 3ème : Trois sportifs : un marcheur, un marathonien et un cycliste partent ensemble d’un même lieu au même moment. La représentation graphique ci-dessous permet de prendre connaissance de leur position à chaque instant. d en km 120 100 80 60 40 20 -30 0 30 60 90 120 150 180 210 240 Comment associeriez-vous les 3 représentations graphiques aux 3 sportifs ? Durée de la séquence : 2 heures Matériel : Ordi + vidéoprojecteur Règles graduées et calculatrices t en min Scénario de séance 1) 20 minutes : Lancer la séquence en projetant au tableau la représentation graphique donnée aux élèves au cours précédent. Faire parler les élèves. Un débat s’engage… Sans avoir parlé de vitesse aux élèves, celle-ci est sur toutes les lèvres : Les élèves : « Le cycliste va plus vite ; le marcheur moins vite….etc… Le cycliste est celui qui fait le plus de kilomètres dans le même temps que les autres ; on saura sa vitesse en divisant la distance par 225 ; d’où il sort le 225 ? Un carreau, ça fait 15 minutes…etc… » Le prof : « Une vitesse en km/min, c’est courant ça ? » Les élèves : « On met le temps en seconde et la distance en mètre ; on comprend mieux les vitesses en km/h alors on met la distance en km et le temps en h ; 225 min c’est 3 heures et 45 minutes ; 225 min c’est 3,45 h ! Mais non 45 min c’est ¾ d’heure ! 225 min c’est 3,75 h, on divise 120 par 3,75 ; Pourquoi on calculerait que la vitesse finale ? On peut calculer 80 sur 150 (=2,5 h) ! …etc… Stupeur générale : on trouve la même vitesse en tout point de la représentation graphique ! Le prof fait alors remarquer aux élèves qu’ils viennent de calculer le coefficient directeur d’une droite et qu’il est normal qu’il soit identique en tout point de la droite ! N’avonsnous pas déjà vu ça en maths ? Les élèves : Mais on fait pas des fonctions là ! Une vitesse, c’est pas un coefficient directeur ! Synthèse à écrire dans un coin du tableau : Vitesse = avec d en km et t en h alors v en km/h qui s’écrit aussi km.h-1 ou bien d en m est t en s alors v en m/s qui s’écrit aussi m.s-1 La vitesse est le coefficient directeur de la droite qui représente la distance en fonction du temps. 2) 20 minutes : Démarrer le power point Diapositive n°1 : Les élèves complètent naturellement par : il faut calculer la vitesse. Diapositive n°2 : Comment étudier facilement la vitesse du cheval ? Un débat s’annonce… Grace au procédé informatique « gif » les élèves voient les images défiler (donc les nombres et le quadrillage de fond) et pressentent qu’il faudrait arrêter ce défilement d’images, mesurer le « changement » et le « temps » entre deux images… Diapositives n°3 et 4 : Chronophotographie : principe et définition. Diapositive n°5 : Présentation de 7 chronophotographies. Quel classement peut-on proposer pour ces chronophotographies ? Un débat s’annonce… Les élèves classent facilement en 3 colonnes mais ne sont pas d’accord pour identifier la moto qui démarre et la moto qui s’arrête. Diapositive n°6 : Résultat du classement. La connaissance « Connaître l’existence de mvts de natures différentes » est atteinte. Et si on calculait la vitesse ? 3) 50 minutes : Diapositive n°7 : Doc « étude du mouvement du motard ». Distribuer le doc « étude du mouvement du motard ». Il peut y avoir 3 groupes. Les élèves mesurent les distances en tenant compte de l’échelle. Se mettre d’accord pour les valeurs des distances à cause de la précision de l’instrument de mesure employé et de la qualité du dessin. Ecrire au tableau les résultats annoncés par les élèves au fur et à mesure. Les élèves calculent les vitesses et viennent les écrire au tableau. Les remarques sont validées ensuite par toute la classe. Diapositive n°8 : Synthèse des résultats Nature du mouvement. La capacité « Identifier la nature d’un mvt à partir d’un enregistrement » est atteinte ! Diapositive n°9 : Comment décrire le mouvement d’un véhicule ? Réponses. Trace écrite. Diapositive n°10 : Point sur le programme. Diapositive n°11 : Trace écrite. Objectifs et points de la démarche pédagogique. Développer le sens de l’observation et l’esprit critique de l’élève. Permettre à l’élève de communiquer, dialoguer et débattre. Prendre en compte la bivalence ! Synthétiser et structurer les observations. Faire le point sur ce que l’on sait déjà. Faire s’investir l’élève : celui-ci propose un protocole expérimental. Développer le sens de l’observation et l’esprit critique de l’élève. Permettre à l’élève de débattre. Synthétiser et structurer les observations. Faire s’investir l’élève : celui-ci réalise un protocole expérimental. Valider un résultat. Synthétiser et structurer les observations. Faire le point sur les connaissances acquises et les capacités atteintes. Synthétiser et structurer les connaissances.