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.

• Utiliser la relation Ec=1/2mV²

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