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L'énergie et ses conversions

Publié le 28 mai 2018

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Le  lundi 28 mai 2018

Tâche complexe : Ce jouet est-il dangereux ?

Tâche complexe (niveau cycle 4) sur la vérification de la conformité d'un pistolet jouet (thème énergie)

  • Pistolet-jouet

    La situation déclenchante :

    Les élèves sont mis dans la situation d'une équipe d'agents de la douane qui a saisi un lot de jouets.


    La question posées est : "Les jouets saisis sont-ils dangereux au regard de la législation ?"

    Chaque groupe dispose d'un pistolet saisi, d'un extrait du journal officiel définissant les normes de sécurité concernant les jouets ayant la forme d'armes, de documents ressources et du matériel du laboratoire du collège.


    L'objectif est de proposer un protocole expérimental permettant d'obtenir la réponse et de rédiger un rapport étayé par des mesures...



    Documents d'accompagnement :

    La fiche élèves complète est à télécharger dans l'espace document ; elle est accompagnée d'éléments de mise en oeuvre. Références au programmes et compétences mises en oeuvre :

     

    THÈME : Mouvement et interactions / Energie et ses conversions

    Attendu de fin de cycle : Caractériser un mouvement

    Registre d’enseignement : enseignement commun

    Descriptif : Vérification de la conformité d’un pistolet de type « nerf » par mesure de la vitesse et de la masse du projectile (pour atteindre l’énergie cinétique).

    L’activité peut être menée sans recherche de  Ec comme une activité autour de la vitesse (classe de cinquième) en donnant un critère de conformité non pas en énergie mais en vitesse.

     

    L’utilisation d’une webcam est impossible (trop lente), le logiciel « sonic visualiser » permet d’acquérir le son émis par le départ du projectile et son impact sur un obstacle, donnant accès au temps nécessaire au parcours de manière graphique sans oscilloscope.

     

    Repère de progressivité : Séquence s’insérant dans l’étude de mouvements en début de cycle 4 : ont été étudiées au préalable les notions de trajectoire, de vitesse (calcul de la valeur)

    Séquences’insérant en fin de cycle 4 dans l’étude des énergies et de ses conversions (énergie cinétique).

    Objectifs d’apprentissage

    • Caractériser le mouvement d’un projectile
    • Mesure d’énergie cinétique de manière indirecte (ou de vitesse en début de cycle).

    Compétences travaillées

    Pratiquer des démarches scientifiques

    • Proposer une ou des hypothèses pour répondre à une question scientifique. Concevoir une expérience pour la ou les tester.
    • Mesurer des grandeurs physiques de manière directe ou indirecte (Distances, temps, masse, observer des mouvements).
    • Interpréter des résultats expérimentaux, en tirer des conclusions et les communiquer en argumentant.
    • Trouver les sources d’incertitudes.

    Concevoir, créer, réaliser

    • Concevoir un dispositif de mesure ou d’observation (mise en place d’un protocole pour filmer, mise en place d’un protocole alternatif utilisant le son émis par le projectile)
    • Critiquer un protocole
    • Rectifier une erreur

    Pratiquer des langages

    • Utiliser la langue française en cultivant précision, richesse de vocabulaire et syntaxe pour rendre compte des observations, expériences, hypothèses et conclusions. (Elaboration d’un protocole, réponses argumentées aux questions posées et création d’une fiche technique finale).

    Mobiliser des outils numériques

    • Utiliser des outils d'acquisition et de traitement de données, de simulations et de modèles numériques.
    • Produire des documents scientifiques grâce à des outils numériques, en utilisant l'argumentation et le vocabulaire spécifique à la physique et à la chimie. (Logiciel d’aquisition vidéo puis audio).

    Compétences et connaissances associées

    Caractériser un mouvement

    • Utiliser la relation liant vitesse, distance et durée dans le cas d’un mouvement uniforme.
    • Vitesse : direction, sens et valeur.
    • Mouvements uniformes et mouvements dont la vitesse varie au cours du temps en direction ou en valeur.

     

    Énergie
    • Utiliser la relation Ec=1/2mV²

     

    Prérequis : trajectoire, caractérisation de la vitesse (direction, sens, calcul de la valeur), Ec.