Étape 1 : faire émerger la nécessité d’un entraînement régulier et d’un suivi médical pour préparer une compétition.

- Projeter la situation problème constituée par une affiche d’une compétition sportive et des photographies d’athlètes effectuant des tests médico-sportifs

- Réponses d'élèves : affiche, travail des muscles, sport, tests physiques, efforts, endurance, énergie, respiration, échauffement, activité physique, tests d’efforts, pulsations cardiaques, respiration, non fumeur, endurance.

- Aide ou "coup de pouce" : Questions et réponses possibles

* Quelle compétition ces sportifs préparent-ils ? Roller Marathon

* Comment préparer une compétition ? Ils doivent s’entrainer régulièrement

* Que font les sportifs sur les photos ? Ils effectuent un effort physique ; ils se soumettent à des tests d’efforts.

* A quoi servent les capteurs fixés sur les sportifs ? A enregistrer l’activité cardiaque en continu et la tension artérielle aux paliers. Une mesure du volume d’oxygène consommé lors de l’effort est également effectuée.

* Quel document particulier peut-on obtenir grâce à ces capteurs ? Un électrocardiogramme

* Quel renseignement utile les médecins du sport pourront-t-ils tirer de cet électrocardiogramme ?  Si son cœur bat comme il faut, s’il ne bat pas trop vite  (rythme cardiaque).

- Question retenue : Comment se préparer pour une compétition ?

- Réponse attendue : Nécessité d’un entraînement régulier et d’un suivi médical pour préparer une compétition.

Étape 2 : Étude de la régularité de l’entraînement des sportifs et de l’électrocardiogramme de l’un d’eux.

- Distribuer la fiche élève "entrainements de sportifs".

- Réponses aux questions :

1.a. On peut utiliser le même qualificatif pour ces entraînements et cet électrocardiogramme.  Lequel ? Périodique

1.b. Une même grandeur physique est associée à ces entraînements et à cet électrocardiogramme. Laquelle ? Comment la définiriez-vous ?

La période. C’est la plus petite durée au bout de laquelle le phénomène se reproduit identique à lui-même.

1.c. Pour chaque cas, déterminer cette grandeur physique notée T. T (F790) = 5 jours; T (US436) = 3 jours; T électrocardiogramme = 0,50 s

2.a. Lequel des deux athlètes s’entraîne le plus fréquemment ? L’athlète US436 s’entraîne le plus fréquemment

2.b. On peut alors introduire une nouvelle grandeur physique. Laquelle ? Fréquence

2.c. Déterminer celle-ci pour l’entrainement de chaque athlète. On notera f cette grandeur physique. f F790 = 6 entraînements / mois ; f US436 = 10 entraînements / mois

2.d. Déterminer également cette grandeur f dans le cas de l’électrocardiogramme. f électrocardiogramme = 4 battements / 2s = 2 battements / s

Cette grandeur doit toujours être exprimée dans la même unité. Elle représente le nombre de fois où le phénomène se reproduit identique à lui-même en une seconde. Dans le système international (S.I.), elle s’exprime en hertz (Hz).

3. Exprimer, dans l’unité S.I., les valeurs de fréquences f obtenues précédemment.

4.a. Compléter le tableau ci-dessous en utilisant les unités S.I.

4.b. Quelle relation peut-on en déduire ? Préciser les unités. T = 1 / f ; T s’exprime en seconde et f en Hertz.

Étape 1 : situation-problème

Étape 2 : Activité "entrainements de sportifs"

Le Roller Marathon de Dijon est une étape de la coupe du monde de Roller. La dernière manifestation s’est déroulée à Dijon le dimanche 14 juin 2009, dans les allées du Parc. Les meilleurs patineurs du monde entier étaient présents. Le programme d’entraînement du mois d’avril précédent la compétition des athlètes F 790 et US 436 ainsi qu’une partie du suivi médical de l’athlète F 790 sont indiqués ci-dessous.