Séquence 6 : VITESSE
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Alban du Plessis Vitesse Séquence 6 : VITESSE Niveau : 4ième Objectifs : - Savoir utiliser la formule donnant la vitesse - Savoir-faire des conversions de temps et de distances - Savoir que le son a besoin d’un milieu matériel pour se propager - Savoir représenter une vitesse Compétences à évaluer (en gras, à évaluer en cours) 4GC1 - Je comprends qu’une mesure est nécessairement entachée d’une erreur 4GSF3 - Je suis capable de faire des conversions d’unités 4GSF4 - Je suis capable de faire des conversions temporelles 4GSF7 - Je suis capable d’utiliser une formule du type A = BxC 4GSF9 - Je suis capable de rédiger une réponse pour une question simple 4GSF10 - Je suis capable de rédiger une réponse pour une question complexe 4GSF11 - Je suis capable de rédiger un calcul 4MVC1 - Je connais la vitesse de propagation du son dans l’air 4MVC2 - Je sais que le son a besoin d’un milieu matériel pour se propager 4MVC3 - Je sais identifier un mouvement rectiligne uniforme 4MVC4 - Je connais la formule liant vitesse, distance et temps 4MVSF5 - Je suis capable d’attribuer une direction, un sens et une valeur à la vitesse d’un objet 4MVSF6 - Je suis capable de mesurer une vitesse moyenne 543SE5 - J’ai un comportement positif en cours Déroulement du cours La cloche à vide : Objectif : montrons que le son a besoin d’un milieu matériel pour se propager. Description : on place un haut-parleur sous une cloche à vide, il émet un son. On fait le vide sous la cloche. Schéma : Cloche à vide Source sonore Titre : son sous une cloche à vide Observations : On entend de moins en moins le son à mesure que le vide se fait. Conclusion : Le son a besoin d’un support matériel pour se propager. Collège des Tilleuls – Annecy Page 1 sur 4 Physique - Chimie Alban du Plessis Vitesse Rappels : Dans le cas d’un mouvement uniforme, la distance parcourue est proportionnelle au temps et à la vitesse. La formule à retenir est V=D/t Avec V le vitesse, D la distance et t le temps. Attention, plusieurs unités sont couramment utilisée : - le mètre et le kilomètre pour la distance - l’heure et la seconde pour le temps - le mètre par seconde et le kilomètre par heure pour la vitesse Il convient donc d’être particulièrement vigilent aux unités avant d’effectuer des calculs. Pour convertir : - des mètres en kilomètres, il faut diviser par 1000 - des kilomètres en mètres, il faut multiplier par 1000 - des heures en secondes, il faut multiplier par 3600 - des secondes en heures, il faut diviser par 3600 - des m/s en km/h, il faut multiplier par 3,6 - des km/h en m/s, il faut diviser par 3,6 Vidéo d’un orage: https://www.youtube.com/watch?v=zrsny_TKqtE L’orage s’éloigne-t-il ? se rapproche-t-il ? Expliquez votre raisonnement. On constate que le temps séparant l’éclair et le tonnerre diminue donc la distance entre l’observateur et les éclairs diminue, l’orage se rapproche. La vitesse de la lumière est extrêmement rapide : 300 000 km/s, celle du son dans l’air est d’environ 340 m/s. Un éclair frappe le sol à 10 km d’un observateur. Calculer le temps mit par la lumière pour parcourir le trajet puis le temps mit par le son. Que peut-on en conclure ? On a : Avec : Donc : V = D/t donc t = D/V D = 10 km V = 300 000 km/s pour la lumière V = 340 m/s = 0,34 km/s pour le son t = 10 / 300 000 = 3,3x10-5 s pour la lumière t = 10 / 0,34 = 29,4 s pour le son On constate que le temps mit par la lumière pour parcourir le trajet est négligeable par rapport au temps mit par le son. Pour connaître la distance en km qui nous sépare d’un éclair, il suffit de compter le nombre de secondes entre l’éclair et le tonnerre et de diviser par 3. Collège des Tilleuls – Annecy Page 2 sur 4 Physique - Chimie Alban du Plessis Vitesse Comment représenter la vitesse ? Il y a trois éléments nécessaires pour caractériser la vitesse : - la direction - le sens - la valeur On représente la vitesse à l’aide d’une flèche : - la direction et le sens de la flèche correspondent à la direction et au sens de la vitesse - la longueur de la flèche correspond à la valeur de la vitesse On note : - à l’aide d’une lettre (V en général) - avec une flèche au dessus Exemple : Vlapin Vtortue Le mouvement rectiligne uniforme (rappel) : Un objet est animé d’un mouvement rectiligne uniforme si sa trajectoire est une droite et si sa vitesse est constante. Exemples : - un train sur des rails - une voiture roulant tout droit et à vitesse constante Manipulations : Quelle est la vitesse moyenne de la main d’un élève sur un cahier ? - mesurer la taille d’une ligne d’écriture - mesurer le temps mis par un élève pour écrire une (ou plusieurs) ligne(s) d’écriture - calculer la vitesse moyenne de la main (en cm/min) - conclure en calculant le temps nécessaire à un élève pour écrire une page recto / verso Mettre en commun les résultats Groupe 1 2 3 4 5 6 7 8 Vitesse cm/s On constate que les mesures sont toutes différentes, pourquoi ? - erreur dans la mesure du temps - erreur dans la mesure de la distance - opérateur différent Collège des Tilleuls – Annecy Page 3 sur 4 9 Moyenne Physique - Chimie Alban du Plessis Vitesse Quel peut être l’intérêt de faire la moyenne de plusieurs résultats ? Les erreurs ayant lieu dans les deux sens, lorsque l’on fait la moyenne de beaucoup de résultats, l’erreur est réduite. Synthèse : - le son a besoin d’un milieu matériel pour se propager (eau, air, béton…) la vitesse du son dans l’air au niveau de la mer est 340 m/s la vitesse de la lumière est 300 000 km/s la formule donnant la vitesse en fonction de la distance et du temps est V=D/t on représente la vitesse à l’aide d’une flèche dont la direction, le sens et la valeur correspondent au mouvement de l’objet un objet a un mouvement rectiligne uniforme si sa trajectoire est une droite et si sa vitesse est constante toute mesure est entachée d’une erreur, multiplier les mesures permet de réduire cette erreur (en faisant une moyenne) Entrainement Compléter : 509 m = ……0,509……… km 5,2 h = ……312………... min 11 km/h = …11 000…….m/h 12,5 m/s = ……45….……km/h 8,45 km = ………8450………………. m 3600 s = ……….1……………………h 11 km/h = ………3,06………………..m/s 90 km/h = …………25……………. m/s Représenter les vitesses dans les situations suivantes : Compléter : Distance (m) Temps (s) Vitesse (m/s) 5 9 2 25 200 10 2,5 3 0,25 5 10 20 2 3 8 5 20 0,5 Collège des Tilleuls – Annecy Page 4 sur 4 Physique - Chimie
