corr_temp_boulette_geante

Résoudre un problème
de mécanique
Tempête de boulettes géante 1
1) Je reformule le pb
•
Je réécris la question si elle est claire, sinon je la
reformule avec mes mots.
•
Ici, il s’agit d’estimer la vitesse des hamburgers
lorsqu’ils atteignent le sol.
Je reformule le pb
2) J’analyse le pb
•
Estimer = je dois formuler des hypothèses pour résoudre le
problème.
•
J’écris au brouillon, les connaissances (Mo) dont je dispose:
•
•
Em = Ec + Ep
•
Ec = 1/2 * m * v2 (m en kg, v en m/s)
•
L’énergie mécanique est constante en l’absence de frottements.
Je repère les infos qui me manquent:
•
Ep = m*g*h (avec m en kg, g en N/kg et h en m)
2) J’analyse le pb
•
Les hypothèses:
Je sais émettre des
hypothèses
•
H1. L’énergie mécanique est constante (pas de
frottements de l’air)
•
H2. La vitesse initiale des hamburgers est nulle
•
H3. Les hamburgers tombent de 1000 m d’altitude
(Cumulonimbus) à partir du sol (0 m)
2) J’analyse le pb
•
H1. J’applique la conservation de l’énergie
mécanique au hamburger:
Je mobilise des
connaissances et sais
les exploiter
•
Em,nuage = Em,sol
•
Je mobilise des connaissances:
Em = Ec + Ep.
•
J’exploite la relation précédente:
Ec,nuage + Ep,nuage = Ec,sol +Ep,sol
2) J’analyse le pb
•
H2. La vitesse de départ du hamburger est nulle:
Je sais exploiter des
informations
•
Ec,nuage = 0 J
•
La relation Ec,nuage + Ep,nuage = Ec,sol +Ep,sol se réécrit
alors :
Ep,nuage = Ec,sol +Ep,sol
2) J’analyse le pb
•
H3. Les hamburgers tombent de 1000 m d’altitude (Cumulonimbus) à
partir du sol (0 m) :
Je fais des phrases
pour construire mon
raisonnement ! Seuls
les calculs sont
insuffisants.
•
Ep,nuage = m*g*h, Ep,sol = 0 J
•
La relation Ec,nuage + Ep,nuage = Ec,sol +Ep,sol se réécrit alors :
m*g*h = Ec,sol
•
2
Enfin comme Ec,sol = 1/2*m*v
2
m*g*h = 1/2*m*v
donc en résolvant l’équation précédente, on trouve:
L’application
numérique se
fait en dernier !
(1 seule ligne)
2
g*h = 1/2*v
2
<=> v = 2*g*h
<=> v = √2*g*h
<=> v = √2*9,81*1000 = 140 m/s
3) Je valide mon
raisonnement
Je fais le lien avec ce
qui m’est familier. Au
quotidien, on parle
plus de km/h que de
m/s.
•
v = √2*9,81*1000 = 140 m/s soit 504 km/h.
•
Je fais une conclusion
et je fais preuve
d’esprit critique
On a trouvé, avec nos trois hypothèses, la vitesse
des hamburgers lorsqu’ils touchent le sol :
Cela est il cohérent avec la vidéo ? D’après l’extrait, les
hamburger vont beaucoup moins vite. De plus le
personnage est capable de l’attraper à la main…
L’hypothèse H1 n’est donc pas valide, il doit y avoir des
frottements de l’air qui ralentissent la chute du
hamburger.