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PROJECTILE
ÉNERGÉTIQUE
Séance 1
-Introduction
-Cahier des charges
-Réflexion et discussion sur l’énergie
-Devoirs
• Regardons ces vidéos
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• https://www.youtube.com/watch?v=mC9HDJQ6Eus
La science du sport
Le cahier des charges
• Mise en situation :
Le MEESR, Ministère de l’Éducation, de l’Enseignement
supérieur et de la Recherche, souhaite augmenter l’accès à la
science pour les élèves du secondaire. Pour cela, il souhaite
montrer que les sciences se trouvent partout dans notre quotidien.
Ceci augmentera, selon le Ministère, l’intérêt des sciences chez
les jeunes.
Pour cette occasion, chaque école du secondaire s’est faite
attribuer un domaine de la vie quotidienne. L’orientation offerte à
notre école est le sport. Pour relier cette orientation avec la
science, nous allons comparer l’énergie mécanique totale de
deux sports que vous choisirez en équipe de quatre. Les
équipes et les sports devront être approuvés par votre enseignant.
Vous devez donc choisir vos sports, construire un protocole, faire
votre prise de données sur le terrain, vérifier la similitude entre les
données prise sur le terrain et celle d’un logiciel (Excel) et faire
un rapport de laboratoire. Vous devrez compléter votre cahier de
charges au fur et à mesure de l’expérience.
Les sports que vous choisirez doivent répondre à certains critères.
Tout d’abord, les activités choisies doivent être différentes pour
les deux analyses. Par la suite, les sports doivent projeter un
objet dans les airs. Vous pouvez donc calculer l’énergie
mécanique d’un lancer d’objet, d’un botté de ballon, vous pouvez
utiliser une raquette ou un bâton, etc. Le dernier critère est qu’il
faudra vérifiez que votre école possède l’équipement nécessaire
ou que vous puissiez le fournir.
Le cahier des charges, votre participation, votre éthique de
travail tout au long du projet et votre rapport de laboratoire
seront évalués.
Qu’est-ce que l’énergie ?
• Que connaissez-vous de l’énergie ?
• Existe-t-il différentes formes d’énergie ?
• Comment serait-il possible de la calculer ?
• Quelle est la différence entre énergie et force ?
Les formes d’énergie
• Énergie mécanique
• Exemples : lancer un ballon, un crayon qui tombe
• Énergie thermique
• Exemples : la neige qui font, une soupe chaude
• Énergie chimique
• Exemples : photosynthèse, combustion d’un gaz
• Énergie rayonnante
• Exemples : four micro-onde, rayon X
PROJECTIL
ÉNERGÉTIQUE
Séance 2
-Retour sur dernier cours (remise du devoir)
-Préparation du laboratoire
-Élaboration du protocole
-Devoirs
Préparation du
laboratoire
• But : (Insérer but)
Préparation du
laboratoire
• Contrainte : (Insérer contrainte)
• Placez-vous en équipe pour l’élaboration de votre
protocole
• Faites valider le protocole lorsque celui-ci est complété
Protocole
Prochain cours
• N’oubliez pas d’apportez le
matériel nécessaire pour le
laboratoire du prochain
cours !
PROJECTILE
ÉNERGÉTIQUE
Séance 3
-Introduction et explications
-Laboratoire (au gymnase)
-Retour et Devoir
PROJECTILE
ÉNERGÉTIQUE
Séance 4
-Introduction et explications
-Laboratoire (à l’informatique)
-Retour et Devoir
CONSERVATION DE
L’ÉNERGIE
(Partie 1)
Séance 5
-Discussion sur la question
-Retour sur les énergies mécaniques
-Conservation de l’énergie
-Jeu questionnaire Kahoot
QUESTION ?
En fonction du graphique de la deuxième partie du
laboratoire, pourquoi la vitesse diminue-t-elle et
augmente-t-elle ?
(Aller à la page X)
Énergie potentielle
gravitationnelle
Ep=1/2mgh
Où
m est la masse [kg]
g est la constante gravitationnelle [m/s2]
Ep est l’énergie potentielle [J]
Énergie cinétique
Ec = 1/2mv2
Où
m est la masse [kg]
v est la vitesse [m/s]
Ec est l’énergie cinétique [J]
ÉNERGIES MÉCANIQUES
DÉFINITION:
ÉNERGIE MÉCANIQUE
« L’énergie mécanique correspond à la somme des
énergies cinétiques et des énergies potentielles du
système » (Séguin, M., 2010, p.345)
Etotale = Ec +Ep
DÉFINTION
CONSERVATION DE L’ÉNERGIE
Le principe de la conservation de l’énergie dit que
pour tout système isolé, « les forces peuvent
transférer de l’énergie d’une composante du
système à une autre, mais la quantité totale
d’énergie est conservée ». (Séguin, M., 2010, p.314)
Ei = Ef
CONSERVATION DE L’ÉNERGIE
L’énergie ne se perd pas, mais se transforme
Énergie potentielle gravitationnelle
Énergie cinétique
Sandrine lâche une balle de 0,6 kg à partir d’une hauteur de 3 m audessus du sol. Déterminer la vitesse de la balle au moment où la balle
frappe le sol.
3m
Exemple
JEU
QUESTIONNAIR
E KAHOOT
Q1: Laquelle des équations suivantes expriment le
principe de conservation de l’énergie?
a)
b)
c)
d)
e)
Etotale = EC + Ep
EI = Ef
EC = EP
Toutes ses réponses
Aucune de ses réponses
JEU QUESTIONNAIRE
KAHOOT
Q2: L’énergie potentielle gravitationnelle peutêtre elle négative?
a) Vrai
b) Faux
JEU QUESTIONNAIRE KAHOOT
Q3: Que se passe-t-il avec l’énergie cinétique d’un ballon lorsqu’il atteint sa
hauteur maximale?
a)
L’énergie cinétique du ballon se transforme en énergie potentielle
gravitationnelle lorsque le ballon a atteint sa hauteur maximale. L’énergie
potentielle gravitationnelle est égale à l’énergie cinétique que la balle avait
au départ. .
b)
L’énergie cinétique ne change pas. Cependant, lorsque le ballon est à sa
hauteur maximale, le ballon possède également une énergie potentielle
gravitationnelle.
c)
L’énergie cinétique disparaît. Le ballon n’a plus d’énergie une fois qu’il
atteint sa hauteur maximale, car sa vitesse est nulle.
d)
L’énergie cinétique devient nulle. Étant donné que l’énergie ne se perd pas,
le ballon a une énergie potentielle. L’énergie potentielle est seulement
présente lorsque le ballon a atteint sa hauteur maximale.
JEU QUESTIONNAIRE KAHOOT
Q4: Que se passe-t-il avec l’énergie potentielle lorsque l’on laisse tomber
un balle au sol?
a)
L’énergie potentielle gravitationnelle reste identique. Il n’y a pas
d’énergie cinétique puisque la balle touche le sol.
b) L’énergie potentielle gravitationnelle devient nulle. Étant donné que
l’énergie ne se perd pas, le ballon a une énergie cinétique. L’énergie
cinétique est seulement présente lorsque le ballon frappe le sol.
c)
L’énergie potentielle gravitationnelle se transforme en énergie
cinétique. Lorsque le ballon frappe le sol, l’énergie potentielle
gravitationnelle s’est complétée transformer en énergie cinétique.
Ainsi, l’énergie potentielle gravitationnelle de départ est égale à
l’énergie cinétique lorsque le ballon frappe le sol.
JEU QUESTIONNAIRE KAHOOT
CONSERVATION DE
L’ÉNERGIE ?
(Partie 2)
Séance 6
-Retour sur le dernier cours
-Discussion sur la question
-Énergies ‘’non conservatives’’
-Explication pour le rapport
QUESTION ?
Pourquoi les données obtenues ont une
différence significative selon la méthode
utilisée ?
(Aller à la page X)
DÉFINITION:
ÉNERGIE NON CONSERVATIVE
« Une énergie non conservative est une énergie qui,
en subissant un transfert et/ou une transformation,
sort d’un système donné»
Etotale = Ec +Ep + Enc
Exemples d’énergies non
conservative
• Chaleur :
• L’énergie thermique d’un feu de camp est dissipé dans
l’environnement
• Friction :
• Une partie de l’énergie mécanique fournie à la bicyclette est
perdu par la friction avec le sol
Rappel important !
• Rien ne se perd ! :
• Aucune énergie ne disparaît.
L’énergie quitte un système donné ou
est transformée.
• Question: Si le système donné est
l’univers entier, quelle sont les
énergies non conservatives ?
Connaissez-vous d’autres
exemples d’énergies non
conservatives ?
Préparation du rapport
• Instruction pour la rédaction du rapport
• Date de remise : (Insérer date)
• Rédaction : Suivre les consignes du cahier des charges
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