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Cycle 4

Publié le 20 déc. 2022 Modifié le : 14 sept. 2023

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Le  mardi 20 décembre 2022

Cycle 4 : Un exercice contextualisé, sur la notion de vitesse, pour travailler l’argumentation scientifique.

Cet exercice sur les vols Paris / New-York est à traiter en équipes. Une correction détaillée incluant de pistes pédagogiques et de différenciation est proposée.

  • Vol Paris / New-York

    Cet exercice permet de travailler la partie du programme de cycle 4 :

     

    Mouvement et interactions

    Caractériser un mouvement

    Utiliser la relation liant vitesse, distance et durée dans le cas d’un mouvement uniforme.

    Relativité du mouvement dans des cas simples.

     

     

    Les compétences travaillées dans le cadre de cette activité sont :

     

    Pratiquer des démarches scientifiques

    - Proposer une ou des hypothèses pour répondre à une question scientifique.

    - Interpréter des résultats expérimentaux, en tirer des conclusions et les communiquer en argumentant.

    - Développer des modèles simples pour expliquer des faits d’observations et mettre en œuvre des démarches propres aux sciences.

    Domaine 4 du socle

    Pratiquer des langages

    - Lire et comprendre des documents scientifiques.

    - Utiliser la langue française, à l’écrit comme à l’oral, en cultivant précision, richesse de vocabulaire et syntaxe pour rendre compte des observations, expériences, hypothèses et conclusions.

    - Passer d’une forme de langage scientifique à une autre.

    Domaine 1 du socle

     

    Organisation de la classe en groupes de 3 ou 4 élèves avec la consigne de répondre aux questions de l’exercice en argumentant.

    Chaque groupe peut disposer d’un tableau blanc, d’une feuille A4 pour présenter les justifications élaborées collectivement, au professeur puis éventuellement à la classe.

    Une attention particulière est apportée à l’argumentation.

     

    L’exercice est évolutif et permet de différencier les apprentissages selon les réponses et l’avancement de chaque groupe.

     

    Énoncé : Un vol Paris → New-York

    Document 1 : Vol Paris → New-York en Boeing 747 ou en Concorde

    Avec une vitesse de croisière de 900 km / h, un avion classique, de type Boeing 747, parcourant le trajet Paris ® New-York, met en moyenne 8 h 10 min pour réaliser son vol. L’avion supersonique Concorde dont l’exploitation s’est arrêtée en 2003, avec une vitesse de vol jusqu’à Mach2*, permettait à ses passagers d'aller de Paris à New-York en seulement 3 h 30 min.

    *Unité de vitesse égale à deux fois la vitesse du son dans l'air.

     

    Vol-Paris-NY 

     

    1ère partie

     

    1. Calculer la durée que devrait mettre en théorie un Boeing 747 pour parcourir le trajet Paris → New-York.

     

    1. Proposer une explication à la différence constatée entre la durée théorique du parcours et celle relevée dans le document. Justifier.

     

    1. Sans effectuer de calcul, comparer la vitesse d’un Boeing 747 à celle du Concorde. Justifier.

     

    Document 2. : Grilles horaires avions Paris à New-York et New-York → Paris en vigueur actuellement

    horaires 

     

    1. Proposer une hypothèse pour expliquer que les vols dans le sens New-York ® Paris soient toujours plus rapides que les vols dans le sens Paris → New-York.

     

    Documents complémentaires à donner à la demande ou si besoin

     

    docs34 Docs 567 

    Doc8

     

    2ème partie (diffusée quand la première partie a été menée à bien de manière différenciée). Les questions peuvent être réparties dans la classe, chaque groupe ayant la mission de présenter sa question et sa réponse aux autres à la fin de l’activité.

     

    Sur la ligne Paris → New-York, le Concorde était le seul avion de ligne, à réaliser l'exploit d'emmener ses passagers à destination, avant l'heure à laquelle ils étaient partis.

     

    1. (version 1) Expliquer à quelles conditions cet exploit est réalisable.

     

    1. (version 2) En partant le 6 juillet à 11 h de Paris (heure de Paris) et en réalisant le vol en 3 h 30 min, justifier le fait que le Concorde arrive à New-York à 8 h 30 min (heure locale).

     

    1. (version 3) Vérifier que le Boeing ne peut pas réaliser le même exploit d’arriver plus tôt que l’heure à laquelle il est parti.

     

    1. (version 4) Serait-il possible de réaliser le même exploit en allant à Paris depuis New-York avec le Concorde ?

     

    1. (version 5) Pékin se trouve à peu près à la même distance que Paris. Serait-il possible de réaliser le même exploit en allant à Pékin avec le Concorde ?

     

    1. Le son se déplace dans l'air à une vitesse d’environ 1 000 km/h, que l'on appelle Mach 1. À Mach2, l’avion a une vitesse de 2000 km/h. Pourquoi le Concorde était-il qualifié d’avion supersonique ? Le Boeing peut-il être qualifié de supersonique ?

     

    La correction détaillée et le scénario pédagogique incluant des pistes de différenciation est téléchargeable dans l'onglet "Documents"