La physique chez Tintin

-EFFETS D’UNE FORCE – POIDS – FORCE GRAVITATIONNELLE –
-PRINCIPE D’INERTIETINTIN, une activité – évaluation
après enseignement concernant obligatoirement les points ci-dessous (ordre indifférent) :

effets d'une force : §1-2.a du programme, rôle de la masse du corps compris (suggestion :
prendre deux boîtes de conserves identiques, l'une pleine, l'autre vide et les poser sur le
bureau de façon à pouvoir les mettre en mouvement en les faisant rouler ; on constate qu'une
force de même intensité exercée sur chacune des boîtes leur communique une vitesse initiale
différente ; arrêter le mouvement des boîtes avant d'observer le ralentissement dû aux
frottements )

poids : force exercée par la Terre (révision de collège avec quelques représentations + "le
corps lâché sans vitesse initiale ne persiste pas dans son état de repos, il tombe : il est donc
soumis à une force…")

expression de la force gravitationnelle
- la force qui explique le mouvement des projectiles, Lune comprise, résulte de
l'interaction gravitationnelle et s'identifie pratiquement au poids
- sous l'effet de leur seule gravité, le mouvement des corps est indépendant de leur masse
(tube de Newton + suggestion : lâcher verticalement, simultanément et sans vitesse
initiale les deux boîtes de conserves ; discuter les choix, par exemple celui de placer le
"fond de la boîte vide" vers le bas et non vers le haut ; par rapport au tube de Newton
classique, l'avantage de ce dispositif est de garantir une même vitesse initiale nulle pour
des corps de masse différente)
Barème : par exemple sur 10 points ( 1 + 2 + 2 + 3 + 2)
Un des intérêts du travail est de se persuader que si sur la Lune les mouvements verticaux sont plus aisés, les
modifications de vitesse pour des mouvements horizontaux ne sont pas forcément facilités puisque "l'inertie
de la masse" demeure.
La question BONUS très facultative (réponse jugée satisfaisante cette année pour deux élèves) introduit sans
le dire la question d'action - réaction. On a vu en classe qu'une voiture se met en mouvement parce que un
sol rugueux exerce une force sur la roue, ce qui n'est pas observé pour la glace (à Asnières, tous les
collégiens étant passés par la patinoire en EPS il reste des souvenirs, en seconde, de la façon dont on se met
en mouvement sur la glace). On discute les effets de la force exercée par le sol pour la mise en mouvement ou
l'arrêt.
En seconde on attend une réponse du type : "pour ne pas persister dans son mouvement de recul, l'astronaute
doit être soumis à une force; cette force peut être exercée par le sol. Pour cela, il faut qu'il s'y appuie
suffisamment pour qu'il y ait frottement. Sur Terre le poids aide à s'arc-bouter, ce qui n'est pas le cas dans le
satellite" (si on appuie "trop" sur le sol, qui n'est en fait pas défini autrement que par sa couleur où les objets
qui s'y trouvent ou ne s'y trouvent pas… on rebondit comme sur n'importe quelle autre paroi ; certains élèves
expliquent qu'il faut appuyer "de travers", ou "comme sur un mur lisse pour éviter le glissement des mains"…
les effets ventouse sont à renvoyer au 3ème trimestre !).
Lire le texte ci-joint (Science et vie, Spécial Tintin chez les savants, 2002, p68)
Répondre aux questions ci-dessous (elles sont introduites par un court extrait en italiques).
1- "M. Maousse a une masse égale à 100 kilogrammes (ce n'est pas son poids…)"
Comment définit-on par une phrase en Sciences Physiques le poids d'une personne ?
…………………………………..
2- "… la gravitation lunaire vaut un sixième de 9,81 soit 1,64 environ…"
Quel est en Sciences Physiques le nom de la grandeur que les journalistes appellent ici "intensité
de la gravitation" ou "gravitation" ? ……………………………………
Quel est son symbole ?
………
Son unité ?
………………
Quelle relation relie cette grandeur au poids P et à la masse m d'un corps ? …………
Comment retrouve-t-on par le calcul les valeurs approximatives de 9,8 et 1,6 ? (donner les
expressions littérales ; calculs non demandés)
…
…
3- "un astronaute des missions Apollo endosse un équipement […] de masse égale à 82,5kg…"
Vous êtes cet astronaute…
Calculer la valeur sur la Lune votre masse totale M (équipement compris).
………………………………………………………………………………………………
Compléter la phrase : "Sur la Lune, malgré mon équipement, je me sens aussi léger que si, sur
Terre, ma masse était seulement de ……………………….."
espace calcul pour justifier la réponse
REPONDRE AUX QUESTIONS 4 ET 5 AU VERSO DE LA FEUILLE
4- " Dave Scott rendit hommage à Galilée et à Newton lors d’Apollo 15 […] Il avait pris soin d'emporter une plume
de faucon […] et s'emparant d'un marteau [ …] lâcha les deux au même instant et à la même hauteur. La plume
arriva aussi vite que le marteau !"
a- Quelle expérience bien connue l'astronaute (qui a suivi un cursus scientifique !) veut-il enfin
réaliser "en vraie grandeur" ?
b- En classe, une expérience similaire a été réalisée. Décrire cette expérience en insistant sur les
détails de la mise en œuvre (précautions expérimentales).
5- "…s'il veut se remuer, c'est une autre histoire […] il est toujours confronté à la même inertie…Si l’astronaute américain
John Young avait tenté d’imiter […]les Dupondt, il est probable qu’ […]il aurait réalisé un magnifique roulé-boulé sans
grace et sans gloire."
a- Quelle expérience réalisée en classe illustre cette affirmation ?
b- Pourquoi la vignette montrant les Dupondt se lançant "avec hilarité dans un pas de deux aérien"
n'est-elle pas conforme à ce qu'on aurait observé si les astronautes avaient tenté de danser ?
6- BONUS : A la page 67 du même numéro spécial de Sciences et Vie, on peut lire "Planter un clou
relève de l'exploit : si vous n'êtes pas bien maintenu grâce aux sangles, poignées et rampes de la cabine,
au coup de marteau ce n'est pas le clou qui s'enfonce, mais vous qui reculez." Expliquez !