Activité documentaire et expérimentale N°2 (P1 mécanique) 1

Activité documentaire et expérimentale N°2 (P1 mécanique)
1- Comparaison entre la fronde et l’interaction gravitationnelle :
Avec les documents ci-dessous, l’animation « analogie Terre et fronde », la vidéo expérimentale « Fronde » et la
vidéo « Lancer de marteau » réponds aux questions suivantes.
A l’époque médiévale, on lançait une pierre avec une fronde, composée d’un sac de cuir qui contient la pierre et
de deux lacets.
Tu as déjà peut-être joué à faire tourner autour de toi une balle attachée avec une corde, comme une fronde.
Le lancer de marteau est un sport en athlétisme qui se rapproche de la fronde.
1- Quelle trajectoire approximative décrit la pierre (ou la balle) autour de la personne ? ………………………………………………
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2- Dans quel état est la corde lorsque la pierre (ou la balle) tourne rapidement ? ………………………………………………………………
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3- Pourquoi la corde est-elle dans cet état ? ………………………………………………………………………………………………………………………………
4- Lorsque la corde est brûlée (ou coupée, ou lâchée), que devient la trajectoire de la pierre (ou la balle) pendant
quelques secondes ? ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
5- En quoi la position du lanceur de marteau explique le terme « interaction » ? Que se passe-t-il justement lorsque
le lanceur lâche la corde ? …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
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6- Dans quelle direction et avec quelle trajectoire part la pierre (ou la balle) ? …………………………………………………………………
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7- Pour conclure, compléter la phrase encadrée ci-dessous en utilisant les expressions suivantes : s'éloigner,
circulaire, corde tendue, personne, attractive.
La ..................... agit sur le caillou par l'intermédiaire de la ........................... . Cette action ......................retient le caillou
et l'empêche de ...................... ; elle contraint le caillou à décrire une trajectoire…………………… autour de l’élève.
On assimile maintenant le mouvement de la Terre autour du Soleil à celui de la pierre
dans la fronde autour d’une personne. La Terre tourne autour du Soleil avec une certaine
vitesse comme le caillou. Cependant, aucune corde ne relie la Terre et le Soleil !
8- Afin de traduire l’analogie entre le mouvement du caillou autour d’une personne et celui
de la Terre autour du Soleil, complète avec : distance, la Terre, attractive, le Soleil.
………………………… agit sur la Terre. Cette action qui s’exerce à ………………………… est ……………………
et empêche ……………………… de s'éloigner.
2- Comparaison entre l’interaction magnétique et l’interaction gravitationnelle :
Avec les documents ci-dessous, la vidéo « trajectoire bille aimant », et le film « Balance de Cavendish », réponds
aux questions suivantes.
Avec une balle d’acier et une balle en plastique, réalise les différentes expériences ci-dessus.
1- Quelle est l’action de l’aimant sur la bille d’acier ? La bille en plastique ? …………………………………………………………………………
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2- Comment est modifiée cette action si on rapproche l’aimant de la bille d’acier ? ……………………………………………………………
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3- Quelle est l’action de la bille d’acier sur l’aimant ? …………………………………………………………………………………………………………………
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4- Qu’observe-t-on sur la trajectoire d’une bille d’acier lâchée d’une gouttière ? Si on rapproche l’aimant de la bille
sur sa trajectoire ? ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
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5- Lâche une bille d’acier, puis en plastique à la hauteur de 1 mètre environ au-dessus du sol. Que se produit-il ?
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6- Dans cette expérience, il y a également une interaction entre deux corps : lesquels ? …………………………………………………
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7- La différence réside dans l’origine de l’interaction gravitationnelle et l’interaction magnétique. Quelle est
l’origine de l’interaction gravitationnelle entre 2 corps (comme le Soleil et la Terre) ? ……………………………………………………
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8- Quelle analogie y-a-t-il entre l’interaction gravitationnelle et l’interaction magnétique ? Justifie en utilisant les
termes : attractive ou répulsive, à distance ou de contact pour caractériser cette interaction. ………………………………
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3- Pourquoi les planètes ne tombent-elles pas sur le Soleil ?
Les astres sont des corps célestes qui ont une grande masse et qui s’attirent entre eux. Ainsi, le Soleil attire à
lui les planètes du système solaire. La vitesse à laquelle les planètes se déplacent sur leur orbite les empêche de
tomber sur le Soleil, un peu comme la pierre attachée au bout d'une corde ne retombe pas, aussi longtemps
qu’une personne continue à lui communiquer de la vitesse par la corde.
Si la vitesse de la pierre diminue, la longueur de la corde doit augmenter pour éviter que le caillou ne retombe.
L’attraction gravitationnelle s'atténue avec la distance : plus la planète est éloignée et moins elle est attirée
par le Soleil.
1- Que se passerait-il si la vitesse de la pierre diminuait ? ………………………………………………………………………………………………………
2- Que peut-on supposer qu’il se passerait si la vitesse de la Terre autour du Soleil diminuait ? ……………………………………
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3- Souligne la phrase du texte qui indique à quelle condition la pierre garde sa trajectoire circulaire. En utilisant le
tableau de l’activité N°1, la condition est-elle respectée avec les planètes du système solaire ? Justifie. ……………………
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4- Imaginons que la corde soit deux fois plus courte. D’après les indications du texte, pour ne pas que la pierre (ou
la balle) tombe, sa vitesse doit : □ augmenter
□ diminuer
□ rester la même.
5- D’après les informations du texte, on peut supposer que quand une planète est plus éloignée du Soleil,
l’interaction gravitationnelle entre cette planète et le Soleil est : □ plus grande
□ plus petite
□ la même.