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Sous-thème : L'étude du mouvement.
Objectifs : Représentation et modélisation d'une force.
Notions et contenus :

- Actions mécaniques, modélisation par une force.

- Effets d’une force sur le mouvement d’un corps : modification de la vitesse, modification de la trajectoire. Rôle de la masse du corps.

- Principe d’inertie.

Compétences attendues :

- Savoir qu’une force s’exerçant sur un corps modifie la valeur de sa vitesse et/ou la direction de son mouvement et que cette modification dépend de la masse du corps.

- Utiliser le principe d’inertie pour interpréter des mouvements simples en termes de forces.

Durée : 1h 25 en TP + 1h en cours pour reprendre les notions essentielles.
Documents :  

Scénario pour le Prof :

Partie 1 : situation déclenchante

- Projeter la situation déclenchante.

- Présenter le travail attendu (questions, hypothèses) ( BO collège Annexe ).

- Laisser les élèves en autonomie (individuelle ou en groupe), production d'écrits.

- L'enseignant passe auprès des élèves pour aider à l'émergence de questionnement voire à la reformulation des questions posées.

- Mettre en commun les écrits (transparents, TBI, au tableau, rapporteur...) et discussion (la discussion permet de sérier les questions par champ disciplinaire puis de se concentrer sur celles en rapport exact avec les sciences physiques).

- Émergence de la question : « Pourquoi les gymnastes et les haltères sont en équilibre ?»

 

Partie 2 : travail sur une situation particulière

- Sélection d'une photo qui sert de support à la suite : haltérophile à 1 haltère

- On dégage alors les notions « d'acteur et de receveur »

- Les élèves recherchent sur la photo sélectionner « qui est qui ? ».

- Existe-t-il d'autres intervenants ? (objectif : mettre en évidence le rôle de la Terre qui a été systématiquement oublié)

- Présentation de l'outil D.O.I (diagramme objets interaction) puis application, à la situation étudiée, de cette notion par les élèves.

- Modélisation intermédiaire des actions subies par le receveur de la part des acteurs.

- Les élèves sont laissés en autonomie pour réaliser un modèle acceptable. Le professeur  passe pour guider la réflexion par des questions sans correction.

 

Partie 3 : modélisation des actions

- Mise en commun des schémas réalisés pour construire le modèle de la force par une flèche avec ses caractéristiques.

doc4

- Traduction de l'égalité des flèches de représentation des forces afin d'aboutir à la nécessité d'une relation vectorielle et introduction de l'outil " vecteur force".

doc5

- Synthèse : lorsqu'un solide est en équilibre il est soumis à des forces qui se compensent.

- Traduction vectorielle dans le cas d'un solide soumis à deux forces :

doc6

 

Partie 4 : et si on mettait maintenant un titre ?

Remarques :

Suivant les classes testées, cette DI a été soit achevée classe entière, soit terminée en TP. Elle peut donner lieu à une synthèse globale en cours reprenant de façon organisée les notions essentielles suivie d'une séance d'exercices

 

Scénario prof

On ne bouge plus

Première partie : situation déclenchante

- Quelles interrogations, te suggèrent ces photos ?

- Question retenue :

- Quelles réponses peux-tu essayer de proposer ?

- Notions physiques posées :

 

Deuxième partie : travail sur une situation particulière

haltère

- Dans cette situation : Qui est Qui ? Propose tes réponses.

- Synthèse commune :

- As-tu bien tout passé en revue ?

- Un outil pour ne rien oublier, le D.O.I. ... mais c'est quoi ?

- Piste de construction : rappelle les intervenants de la situation puis les placer dans des ellipses l'une au dessus de l'autre.

- Etablis par des doubles flèches les relations entre les intervenants.

- Que faut-il se donner pour analyser complètement la situation ?

 

Partie 3 : modélisation des actions

Tu dois maintenant traduire les actions qui s'exercent entre le système (haltère) et les acteurs des actions; on t'impose la représentation suivante : les actions seront modélisées par des flèches que tu peux orienter comme tu le souhaites.

- Que proposes-tu pour traduire la situation ?

- On retiendra :

- Modélisation :

- Introduction d'une nouvelle notion avec ses caractéristiques et sa représentation.

- Synthèse :

 

Partie 4 : et si on mettait maintenant un titre ?

Fiche élève

Martine CHAZAL - Viviane BENEVAUT - Bertrand MOREL || CE.RE.S.P. || Juillet - Août 2010