NOM : PRENOM : classe : 4ème - Sciences physiques et chimiques

Amélie Fabreguettes- Collège Louis Anquetin- Étrépagny- GRP 2013
Travail de groupes - Étude et synthèse de documents
Compétences travaillées :
Programme de troisième :
C - De la gravitation … à l’énergie mécanique
Socle commun : Compétence 3 - Les principaux éléments de mathématiques et la culture scientifique et technologique
Domaine 1 : Pratiquer une démarche scientifique et technologique, résoudre des problèmes.
Rechercher, extraire et organiser l’information utile.
Observer, recenser des informations :
Extraire d’un document, d’un fait observé, les informations utiles.
Confronter l’information disponible à ses connaissances.
Organiser les informations pour les utiliser :
Reformuler, traduire, coder, décoder.
Présenter la démarche suivie, les résultats obtenus,
communiquer à l’aide d’un langage adapté.
Présenter, sous une forme appropriée une solution par un texte écrit.
Place dans la progression :
Séance précédente :
- Évaluation diagnostique sur le système Soleil-Terre-Lune. Bilan.
- Étude d’une vidéo : rappels sur la structure du système solaire.
Déroulement de l’activité :
Séance 1 : (50 min.)
 Situation déclenchante (diaporama - diapo 1) : (5 min.)
- Appropriation par les élèves, questionnements.
- La problématique suivante émerge (par reformulations à l’oral) :
Pourquoi la Lune tourne-t-elle autour de la Terre et pourquoi ne tombe-t-elle pas sur
la Terre ?
- À l’oral, les élèves émettent des hypothèses. Des expressions entendues (« gravité »,
« la Lune tourne »…) peuvent être inscrites au tableau par le professeur.
 Distribution des documents. Explication des consignes et de l’organisation : (5 min.)
- Consignes (diaporama - diapo 2) :
Question : Pourquoi la Lune tourne-t-elle autour de la Terre et pourquoi ne tombe-t-elle pas sur la Terre ?
A l’aide des documents fournis, répondre à la question précédente.
La réponse doit être claire, argumentée et fera entre 5 et 10 lignes. Elle devra contenir des mots-clés pris dans les
textes mais sans paraphraser les documents. Un schéma explicatif peut aussi être réalisé.
- Organisation :
→ Pendant 5 minutes, chaque élève lit seul les documents et cherche, au brouillon, une explication.
Aide possible du professeur : - prévoir quelques questions sur chaque document.
- faire souligner 3 mots-clés dans chaque document.
→ Par groupes de trois ou quatre, les élèves mettent en commun leur travail pour produire une réponse commune qui
sera écrite sur un transparent pour être projetée à la classe.
 Réflexion individuelle, travaux de groupes et rédaction des réponses. (30 min.)
Afin de gérer le temps, certains groupes ayant fini plus tôt, la « fiche de bilan » leur est distribuée.

Amélie Fabreguettes- Collège Louis Anquetin- Étrépagny- GRP 2013
Séance 2 : (15 min.)
 Mise en commun des travaux : (15 min.)
- Question à l’oral : Quels mots-clés doivent être cités dans les réponses ?
Exemples de réponses élèves écrites au tableau par le professeur : « gravitation », « attraction », « vitesse »
- Les différentes réponses à la problématique (sur transparent) sont projetées. Sans se prononcer, le professeur laisse les
élèves les commenter en utilisant les critères suivants :
Les deux arguments sont présentés, avec
les mots-clés adéquats :
- Existence de la gravitation - La Lune est attirée par la terre.
- La Lune possède une vitesse.
Les informations données se limitent à la
question posée.
Les phrases explicatives sont
correctement rédigées :
- Il n’y a pas de paraphrase ;
- Les phrases sont correctes, elles utilisent des connecteurs logiques
(donc, car…).
- Après étude et confrontation des différentes réponses, une trace écrite commune est élaborée pour répondre à la
problématique.

Amélie Fabreguettes- Collège Louis Anquetin- Étrépagny- GRP 2013
Documents (fiche distribuée aux élèves) :
Doc.1 : La gravitation
Adapté du site : http://www.wikipedia.fr
La gravitation est le phénomène d'interaction physique qui cause l'attraction
réciproque des corps entre eux, sous l'effet de leur masse. Il s'observe en raison de
l'attraction terrestre qui nous retient au sol, qui se nomme la gravité et qui est
responsable de plusieurs manifestations naturelles : les marées, l'orbite des planètes
autour du Soleil, la sphéricité de la plupart des corps célestes en sont quelques exemples.
D'une manière plus générale, la structure à grande échelle de
l'univers est déterminée par la gravitation.
Plusieurs théories ont tenté de rendre compte de la
gravitation. Aujourd'hui, la théorie de la relativité générale
d'Albert Einstein, proposée en 1915, est celle qui décrit toutes
les observations faites en astronomie ainsi qu'en cosmologie.
La loi de la gravitation de Newton, élaborée à la fin du XVIIe siècle, demeure
cependant une excellente approximation dans la plupart des cas (vitesses faibles par
rapport à celle de la lumière), et on l'utilise donc encore aujourd'hui pour sa simplicité.
Doc.2 : La Lune
Source : http://eduscol.education.fr/physique-chimie
La Lune possède une grande vitesse par rapport à la Terre : 3700 km/h. Si la Terre n’attirait pas la Lune,
celle-ci s’éloignerait en ligne droite de la Terre. Cependant, la Terre attire la
Lune : elle modifie sa trajectoire, un peu comme l’action que l’on exerce en
faisant tournoyer un caillou au bout d’une corde.
L’attraction exercée à distance par la Terre sur la Lune l’oblige à tourner
autour de la Terre. La Lune se trouve à environ 384 400 km de la Terre. Elle en
fait le tour en 27 jours 7 heures et 43 minutes alors que la Terre fait le tour du
Soleil en 365 jours environ, à une vitesse supérieure à 100 000 km/h.
Doc.3 : Analogie entre une fronde et une planète
Adapté du site : http://spcfa.ac-creteil.fr
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 le caillou attaché au bout d'une corde ne retombe pas, aussi
longtemps qu’on continue à lui communiquer de la vitesse.
Si la vitesse du caillou diminue, la longueur de la corde doit
être plus grande pour éviter que le caillou ne retombe. Si la planète
tourne vite, elle doit être près du Soleil pour qu’elle ne s’éloigne pas
de lui et si elle tourne lentement, il faut qu'elle soit loin du Soleil
pour ne pas lui tomber dessus.
Cette attraction gravitationnelle s'atténue avec la distance :
plus la planète est éloignée et moins elle est attirée par le Soleil.
Doc.4 : Vidéos (Voir site collège Anquetin - disciplines - sciences physiques - troisième - Vidéos Lune)
Isaac Newton
(Anglais, 1642-1727)
Albert Einstein
(1879-1955)
« Action d’un aimant sur une bille 1 et 2 » :
observer la trajectoire de la bille dans les deux
situations.
« La fronde »
« Système solaire et lancer de
marteau »

Amélie Fabreguettes- Collège Louis Anquetin- Étrépagny- GRP 2013
Fiche de bilan
Activité: Pourquoi la Lune tourne-t-elle autour de la
Terre et pourquoi ne tombe-t-elle pas sur la
Terre ?
NOM :
Prénom :
Comme Thierry, tu as peut-être déjà fait tourner autour de toi un caillou attaché au bout d'une corde. Le caillou possède une
certaine vitesse et décrit une trajectoire circulaire autour de la main de Thierry.
Question 1 : Pourquoi le caillou ne s'échappe-t-il pas quand Thierry tient la
corde ?
.......................................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................................
Question 2 : Si Thierry lâche la corde, que se passe-t-il ?
.......................................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................................
Question 3 : Pour conclure, compléter la phrase encadrée ci-dessous en utilisant les expressions suivantes :
s'éloigner - circulaire - la corde - la main de Thierry - attractive.
On assimile maintenant le mouvement de la Lune autour de la Terre à celui du
caillou autour de la main de Thierry. La Lune tourne autour de la Terre avec
une certaine vitesse. Pourtant, comme le caillou quand il tourne autour de
Thierry, la Lune ne s'éloigne pas de la Terre en ligne droite, mais tourne autour
d’elle. Cependant, aucune corde ne relie la Lune et la Terre !
Question 4 : Afin de traduire l’analogie entre le mouvement du caillou autour
de la main de Thierry et celui de la Lune autour de la Terre, compléter la
phrase encadrée ci-dessous en utilisant les expressions suivantes :
distance - la Lune - attractive - la Terre
Question 5. Bilan : analogies et différences.
Dessin 1
Dessin 2
Compléter le tableau suivant pour établir les analogies et les différences entre les deux situations :
Dessin 1
Dessin 2
Auteur de l’action
main
Objet subissant l’action
caillou
Type d’action
action de contact
............................................ agit sur le caillou par l'intermédiaire de ................................ .Cette action .............................
retient le caillou et l'empêche de ................................ ; elle contraint le caillou à décrire une trajectoire ……………………
autour de la main de Thierry.
.............................. agit sur la Lune. Cette action qui s’exerce à ………………..…….. est ………..………….....et empêche
............................ de s'éloigner.
Orbite de
la Lune
TERRE
LUNE
Orbite de
la Lune
TERRE
LUNE
Thierry
Thierry

Amélie Fabreguettes- Collège Louis Anquetin- Étrépagny- GRP 2013