Comment décrire les mouvements

5ème PARTIE 1 : VIE QUOTIDIENNEChapitre 4 Comment décrire les mouvements ?

Connaissances et compétences associées Exemples de situations, d’activités et d’outils

pour l’élèveHoraires prévus

Caractériser le mouvement d’un objet. Utiliser la relation liant vitesse, distance et durée dans le cas d’un mouvement uniforme. Vitesse : direction, sens et va-

leur. Mouvements rectilignes et circu-

laires. Mouvements uniformes et mou-

vements dont la vitesse varie au cours du temps en direction ou en valeur.

Relativité du mouvement dans des cas simples.

L’ensemble des notions de cette partie peut être abordé à partir d’expériences simples réalisables en classe, de la vie courante ou de documents numériques. Utiliser des animations des trajectoires des planètes, qu’on peut considérer dans un premier modèle simplifié comme circulaires et parcourues à vitesse constante. Comprendre la relativité des mouvements dans des cas simples (train qui démarre le long d’un quai) et appréhender la notion d’observateur immobile ou en mouvement.

3 semaine

s

Partie 1 : L’objet est-il en mouvement ou au repos ?

Modalités d’organisation :

• Activité n°1 : A l’oral, en classe entière.

a) « Le capitaine Haddock est-il au repos ou en mouvement ? ». Les élèves donnent leur avis.b) Si besoin, on peut faire intervenir deux personnages extérieurs.

Le premier personnage : « Oh, le capitaine, il est en train de faire la sieste. »Le deuxième personnage : « Vous vous rendez compte, le capitaine se déplace à la vitesse de 40 000 km/h dans l’espace. »

Matériel : deux photos extraites de l’album « On a marché sur la Lune… »

Domaine Compétence travaillée Capacités / attitudes1F Pratiquer des langages S’exprimer à l’oral lors d’un débat4 Pratiquer des démarches scientifiques Justifier ses choix en argumentant(à l’oral)

• Activité n°2 : Par groupe de deux (choisir exemple 1 ou 2)

a) Un élève propose une situation avec les personnages et les lieux mis à sa disposition (il doit bien préciser ce que fait chacun des personnages). Il le passe à son voisin.

b) Une fois avoir pris connaissance de la situation proposée, l’autre élève écrit toutes les phrases correctes possibles avec les étiquettes qui lui sont données.

c) Et inversement.

Matériel : fiche élève

Domaine Compétence travaillée Capacités / attitudes1F Pratiquer des langages S’exprimer à l’écrit pour expliquer de façon claire

2 S’approprier des outils, des méthodes Travailler en équipe en s’engageant dans un dialogue constructif

• Activité n°3 : Travail individuel de réinvestissement

a) On visualise un extrait du film d’animation « …On a marché sur la Lune… »b) Chaque élève complète la fiche : ………..est en mouvement / au repos par rapport à ……….c) Correction collective

Matériel : extrait du film d’animation « On a marché sur la lune… »

Domaine Compétence travaillée Capacités / attitudes1F Pratiquer des langages S’exprimer à l’écrit pour expliquer de façon claire2 S’approprier des outils, des méthodes Mobiliser ses connaissances

Partie 2 : Est-ce un mouvement circulaire ? Un mouvement rectiligne ?


Travail préparatoire : Visionner l’épisode « C’est pas sorcier - Ariane 5 »

• Activité n°1 : Travail par groupe de deux

Tracer la trajectoire suivie par la fusée lors de son décollage. (Utiliser des modèles de fusée en carton)

Matériel : fiche élève + fusée en papier cartonné

Domaine Compétence travaillée Capacités / attitudes1S Pratiquer des langages Schématiser proprement


a) Etude documentaire : Les caractéristiques des satellites géostationnaires et leur utilisation par Météofrance.b) Tracer la trajectoire suivie par le satellite géostationnaire autour de la Terre. (Les élèves devront connaître

l’altitude à laquelle se trouvent ces satellites (indiquée dans le texte et utiliser l’échelle qui leur est donnée).


Domaine Compétence travaillée Capacités / attitudes1F Pratiquer des langages Lire et comprendre des documents4 Pratiquer des démarches scientifiques Effectuer un calcul (échelle)1S Pratiquer des langages Schématiser proprement


Tracer la trajectoire d’un point de la roue du transporteur sur le sol.

Matériel : fiche élève + roue en papier cartonné

Domaine Compétence travaillée Capacités / attitudes1S Pratiquer des langages Schématiser proprement

• Activité n°4 : Travail individuel

a) Etude de différents types de mouvements : classement en deux catégories.b) En déduire la caractéristique d’un mouvement rectiligne et d’un mouvement circulaire.


Domaine Compétence travaillée Capacités / attitudes2 S’approprier des outils, des méthodes Mobiliser ses connaissances

Partie 3 : Comment calcule-t-on une vitesse ?Modalités d’organisation : • Diagnostic de départ : que savent-ils ? A l’oral, en classe entière

Mise en commun de tout ce qu’ils savent à propos de la vitesse.

Matériel : différentes photos en rapport avec la notion de vitesse

Domaine Compétence travaillée Capacités / attitudes1F Pratiquer des langages S’exprimer à l’oral lors d’un débat2 S’approprier des outils, des méthodes Mobiliser ses connaissances

• Activité n°1 : Par groupe de trois ou quatre

Matériel : une voiture, un décamètre, un chronomètre

a) Proposer une expérience pour trouver la vitesse de la voiture sur la table.b) Réaliser l’expérience.c) Faire les calculs nécessaires pour aboutir au résultat.d) Rédiger un compte rendu.

Domaine Compétence travaillée Capacités / attitudes1S Pratiquer des langages Mener des calculs numériques

2 S’approprier des outils, des méthodesPlanifier et organiser un travail expérimentalGarder des traces des étapes suivies et des résultats obtenus

4

Concevoir, créer, réaliser Concevoir et réaliser un dispositif d’étude

Pratiquer des démarches scientifiquesUtiliser le matériel de manière adaptéeMesurer des grandeurs physiques avec précisionEffectuer des calculs

Mise en commun↳ Introduction de la FORMULE pour calculer une vitesse.

• Activité n°2 : Par groupe de deux

Utilisation de la formule pour calculer une vitesse, une distance ou un temps.a) Recherche au brouillon : aucune donnée n’est distribuée au départ, les élèves devront tout d’abord réfléchir à

toutes les informations dont ils ont besoin pour résoudre les problèmes (afin d’éviter l’utilisation automatique de la formule sans trop réfléchir).

b) Il leur sera conseillé de faire un schéma pour s’aider.c) Les documents contenant les informations seront donnés au fur et à mesure (et selon le niveau des groupes).d) Rédaction au propre de l’exercice.

Domaine Compétence travaillée Capacités / attitudes2 S’approprier des outils et des méthodes Rechercher et exploiter des informations

4 Pratiquer des démarches scientifiquesConstruire les étapes d’une résolution de problèmeEffectuer des calculs

Partie 4 : Est-ce un mouvement accéléré ? Ralenti ? Uniforme ?


• Activité de départ :

A l’oral, en classe entière.Les élèves observent plusieurs chronophotographies mises à leur disposition.Question : Comment a-t-on fait pour obtenir ces clichés ? (principe de la chronophotographie).

Matériel : des chronophotographies de plusieurs types de mouvement

Domaine Compétence travaillée Capacités / attitudes1F Pratiquer des langages S’exprimer à l’oral lors d’un débat2 S’approprier des outils, des méthodes Mobiliser ses connaissances

• Activité n°1 :

- Travail individuel (au brouillon)Les élèves observent les trois chronophotographies distribuées (un véhicule qui accélère, un véhicule qui freine, un véhicule qui roule à vitesse constante)Question : Quelle est la différence entre ces trois documents ? Justifier votre réponse.- Mise en commun

Matériel : Documents représentant la chronophotographie du mouvement de trois véhicules

Domaine Compétence travaillée Capacités / attitudes1F Pratiquer des langages S’exprimer à l’oral lors d’un débat4 Pratiquer des démarches scientifiques Justifier ses choix en argumentant (à l’oral)

Remarque! Une étude plus quantitative (calcul de vitesse, de distance….) des chronophotographies pourra être réservée au niveau 3eme.

• Activité n°2 :

Travail par groupea) Les élèves observent le graphique et trouve ce qu'il représente.b) Ils rédigent un texte pour expliquer le mouvement du TGV (en s'aidant du graphique).c) Ils utilisent des données pour compléter le graphique (question BONUS à réserver aux élèves les plus rapides ou à supprimer en fonction du niveau de la classe)

Matériel : graphique représentant la vitesse du TGV en fonction du temps.

Domaine Compétence travaillée Capacités / attitudes1S Pratiquer des langages Décrire un phénomène à travers la lecture d’un graphe1S Pratiquer des langages Organiser des résultats sous la forme d’un graphique

Chapitre 4 Comment décrire les mouvements ?

SynthèsePartie 1 :

Pour étudier le mouvement d’un objet, on doit préciser si il est EN MOUVEMENT ou AU REPOS.

Attention! Il faut toujours préciser PAR RAPPORT à quoi.

Partie 2 :

UNE TRAJECTOIRE: C’est l’ensemble des positions occupées par l’objet au cours de son mouvement.

Un objet a un mouvement circulaire quand sa trajectoire a la forme d’un cercle.Un objet a un mouvement rectiligne quand sa trajectoire est une droite.

Partie 3 :

Pour calculer la vitesse d’un objet : v= dt

Pour avoir une vitesse en km/h, la distance est en kilomètre, le temps en heure.Pour avoir une vitesse en m/s, la distance est en mètre, le temps en seconde.

Pour calculer un temps: t =dv

Pour calculer une distance: v =d×v

Partie 4 :

Si la vitesse de l'objet augmente, le mouvement est accéléré.Si la vitesse de l'objet diminue, le mouvement est ralenti.Si la vitesse de l'objet est constante, le mouvement est uniforme.

Je connais…. Je suis capable de…..

Connaissances : Je connais … Où dans le chapitre ?Qu’il faut toujours préciser l’état de repos ou en mouvement d’un objet par rapport à un objet de référence. Partie1act 2, 3

La définition du mot : trajectoire. Partie2Qu’un mouvement est rectiligne quand sa trajectoire est une droite. Partie2act 1Qu’un mouvement est circulaire quand sa trajectoire a la forme d’un cercle. Partie2act 2La relation liant la vitesse, la distance et le temps. Partie3La caractéristique d’un mouvement accéléré, ralenti, uniforme (la vitesse augmente, diminue ou reste constante) Partie4

Capacités : Je suis capable de … Où dans le chapitre ?Reconnaître l’état d’un objet (au repos ou en mouvement) par rapport à un objet de référence. Partie1act 2, 3Reconnaître un mouvement rectiligne ou circulaire. Partie2act 1, 2, 4Tracer la trajectoire d’un objet. Partie2act 1, 2, 3Utiliser la relation liant la vitesse, la distance et le temps. Partie3 act 2Effectuer quelques conversions d’unités simples (de distance et de temps). Partie3act 2Reconnaître un mouvement accéléré, ralenti ou uniforme en étudiant une chronophotographie. Partie4act 1Reconnaître un mouvement accéléré, ralenti ou uniforme en étudiant un graphique. Partie4act 2

Partie 1 : L’objet est-il en mouvement ou au repos ?

Activité 1 L’objet est-il en mouvement ou au repos ?

Situation de départ

Le capitaine Haddock est-il au repos ou en mouvement ?…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..……………

Activité n°2 Je caractérise le mouvement d’un objet : en mouvement ou au repos ?

Exemple n°1 : Proposer une situation de votre choix en utilisant les personnages et les lieux mis à votre disposition.

Milou - le professeur Tournesol - la fusée - la LuneBien préciser ce que fait chaque personnage. Le passer à votre voisin.

Etudier la situation mise à votre disposition. Ecrire toutes les phrases possibles avec les étiquettes mises à votre disposition.

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………....………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………....……

Exemple n°2 :

Proposer une situation de votre choix en utilisant les personnages et les lieux mis à votre disposition.

Le robot Curiosity - un martien - la planète Mars - le soleilBien préciser ce que fait chaque personnage. Le passer à votre voisin.

est en mouvement Milou par rapport à

Le professeur Tournesol

est au repos La

La Lune

vignette n°9 de la p55

Extrait « On a marché sur la lune »



Etudier la situation mise à votre disposition. Ecrire toutes les phrases possibles avec les étiquettes mises à votre disposition.

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Activité n°3 Je caractérise l’état d’un objet (au repos ou en mouvement)

Préciser l’état de chacun de ces « objets » en suivant l’exemple suivant :……………est en mouvement / est au repos par rapport à ……………….

………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………..………………………………………………………………………………………………………………….

………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………..………………………………………………………………………………………………………………… ………..…………………………………………………………………………………………………………………

est en mouvement Le soleil par rapport à

Le robot Curiosity

est au repos La planète Mars

Un martien





…………………………………………………………………………………………………………………………. ……….………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………….

………………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………………. ………..……………………………………………………………………………………………………..Partie 2 : Est-ce un mouvement circulaire ? Un mouvement rectiligne ?

Activité n°1 Mouvement circulaire ou mouvement rectiligne ?

La trajectoire de la fusée Ariane au décollage

La fusée Ariane est un lanceur spatial européen, conçu pour la mise en orbite de satellites géostationnaires. Elle fut lancée pour la première fois en 1979.

Tracer la trajectoire suivie par la fusée Ariane lors de son décollage. Quelle est la forme de la trajectoire suivie par la fusée Ariane ?………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………...




La trajectoire d’un satellite géostationnaire

Les satellites géostationnaires tournent autour de la Terre sur une orbite située dans le plan de l'équateur à près de 36 000 km d'altitude. Ils tournent à la même vitesse angulaire que la Terre autour de l'axe des pôles. Ainsi, ils surplombent toujours la même partie de notre globe terrestre. Leur altitude élevée et leur position fixe par rapport à la Terre leur permettent de délivrer des images couvrant une grande surface à un rythme soutenu. Une caractéristique parfaite pour suivre l'évolution des nuages. Le satellite géostationnaire constitue pour les météorologistes un outil irremplaçable de surveillance et de prévision immédiate du temps. Chaque quart d'heure (voire toutes les 5 minutes), il localise les principales masses nuageuses (perturbations des latitudes tempérées, systèmes orageux, cyclones tropicaux…) et identifie les types de nuages présents. Le satellite géostationnaire surveille toujours la même partie du globe terrestre. On peut ainsi "animer" une séquence d'images pour avoir une idée très précise de l'évolution et du déplacement des masses nuageuses. Les données de ce satellite sont essentielles pour le suivi des cyclones également. (météofrance.fr)

1) Expliquer la particularité d’un satellite dit « géostationnaire » :………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………...........................................................................................

……………….

2) Présenter ce que fait ce type de satellite pour les météorologistes.………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………...........................................................................................……………………………….

3) Vous allez tracer sur la fiche annexe, la trajectoire de ce satellite autour de la Terre.

Vous utiliserez l’échelle suivante :

1 cm sur la feuille correspond à 10 000 km en réalité.

Attention ! la planète Terre sur le schéma n’est pas à l’échelle.

4) Quelle est la forme de la trajectoire de ce satellite ?………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………............................................................................................……………….

Activité n° 2 fiche annexe


La trajectoire d’un point de la roue du transporteur

Tracer la trajectoire suivie par un point de la roue du transporteurd’Ariane lorsqu’il se déplace.

Quelle est la forme de la trajectoire suivie par le point de la roue du transporteur ?………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

SOL

Photo transporteur d’Ariane


On étudie le mouvement de différents objets :

- Une pierre en chute libre- La balle d’un fusil - L’extrémité d’une hélice d’une éolienne- Un bol placé sur un plateau de micro onde- Un skieur sur un tire fesse- La Terre autour du Soleil- Un train sur une ligne de chemin de fer droite

Compléter le tableau suivant : indiquer pour chacun d’entre eux si sa trajectoire ressemble à la trajectoire n°1 ou à la trajectoire n°2.

Trajectoire n°1(celle du satellite géostationnaire)

Trajectoire n°2(celle de la fusée Ariane)

La forme de la trajectoire est

……………………………………………………………………………………..

La forme de la trajectoire est

……………………………………………………………………………………….

C’est un mouvement

…………………………………………………………………………………….

C’est un mouvement

……………………………………………………………………………………….

Partie 3 : Comment calcule-t-on une vitesse ?

Diagnostic de départ Comment calcule-t-on la vitesse d’un objet ?

Diagnostic de départ : Que savent-ils ?

Activité n°1 Comment calcule-t-on la vitesse d’un objet ?

Calculer la vitesse à laquelle roule la voiture de Mario sur votre table.MISSION

- Réfléchir aux mesures que vous voulez faire. - Réfléchir au matériel que vous allez utiliser.- Réaliser votre expérience.- Faites tous les calculs nécessaires pour obtenir le résultat.

Activité n°2 Comment calcule-t-on une vitesse ? Une distance ? Un temps ?

Problème n°1 :A quelle vitesse la Lune tourne-t-elle autour de la Terre ?

Problème n°2 :A quelle distance la Lune se trouve-t-elle de la Terre ?

Problème n°3 :Combien de temps la lumière du Soleil met-elle pour arriver jusqu’à nous (sur Terre) ?

FICHE OUTIL : Pour rédiger un exercice « à formule »a) Je note la formule que je dois utiliser (avec les unités légales).b) Je note les informations dont j’ai besoin.c) J’effectue des conversions d’unités si besoin.d) Je fais le calcul.e) Je note ma phrase réponse.

Sur cette tâche complexe (problème n°1):

Compétence Tu as réussi à … A B C D Note2 Chercher et trouver les informations dont tu avais besoin ……. /3

……. /104

Effectuer les calculs :- Conversion d’unité- Calcul du périmètre- Calcul de la vitesse

……. /5

4 Construire les différentes étapes pour résoudre le problème ……. /2Fiche Problème n°1 :

Fiche technique : La Lune

Source : http://www.univers-astronomie.fr

La Lune en chiffres

Fiche technique : La Terre

La Lune en chiffres

Fiche technique : La Lune

http://www.univers-astronomie.fr/

Fiche Problème n°2:

La station de télémétrie laser-Lune de l'OCA, maintenue et développée par une équipe de sept personnes, est l'un des instruments opérationnels du plateau de Calern, le site d'observation de l'Observatoire de la Côte d'Azur. Elle a pour but technique d'obtenir des distances d'un point fixe de la Terre aux cinq points de la Lune où ont été déposés des réflecteurs.Extrait: http://wwwrc.obs-azur.fr/cerga/laser/laslune/presentation.htm

Lors des missions Apollo, les astronautes ont déposé des miroirs sur la Lune. Deux sondes auto-matiques soviétiques ( Lunokhod 1 et 2 ), qui se sont posées sur la Lune, comportent également des miroirs.

Avec un rayon laser envoyé depuis la Terre, on mesure la distance entre la Terre et la Lune en cal-culant le temps mis par le rayon pour aller sur la lune et revenir sur Terre.

En effet, la vitesse de la lumière est constante et connue (300 000 000 m/s) et le laser a une épais-seur très fine qui s'élargit très peu.

Extrait : https://fr.vikidia.org/wiki/Laser



Voici le faisceau laser qui fait la mesure !

position des réflecteurs sur la Lune

Schéma de principe

résultat obtenu : Durée du trajet aller-retour :

2, 564 secondes

Observatoire de la côte d’Azur

Schéma :http://wwwrc.obs-azur.fr/cerga/laser/

laslune/reflune.gif

Photo faisceau laser :https://fr.vikidia.org/wiki/Laser

Schéma mesure distance terre lune:http://thierry.guindet.pagesperso-orange.fr/longueurs

%20humaines.htm

https://fr.vikidia.org/wiki/Laser


http://wwwrc.obs-azur.fr/cerga/laser/laslune/reflune.gif



http://thierry.guindet.pagesperso-orange.fr/longueurs%20humaines.htm

http://thierry.guindet.pagesperso-orange.fr/longueurs%20humaines.htm


https://fr.vikidia.org/wiki/Vitesse_de_la_lumi%C3%A8re

https://fr.vikidia.org/wiki/Lunokhod_2

https://fr.vikidia.org/wiki/Lunokhod_1

https://fr.vikidia.org/wiki/Apollo

Partie 4 : Est-ce un mouvement accéléré ? Ralenti ? Uniforme ?

Extrait : https://fr.vikidia.org

Définition du mot SOLEIL : Etoile autour de laquelle gravite la Terre

Extrait : http://www.larousse.fr

Photo distance Terre – Soleil : http://vie-dans-espace.e-monsite.com/pages/conditions-de-la-vie/catacteristiques-orbitales-des-planetes.html

http://vie-dans-espace.e-monsite.com/pages/conditions-de-la-vie/catacteristiques-orbitales-des-planetes.html

Activité de départ Est-ce un mouvement accéléré, ralenti ou uniforme ?

commons.wikimedia.org he.wikipedia.org

picasaweb.google.com

flickr.com en.wikipedia.org

Activité n°1 Est-ce un mouvement accéléré, ralenti ou uniforme ?

Temps écoulé entre deux photographies : 0,03 seconde

Chronophotographie n°1Chronophotographie n°2Chronophotographie n°3

Activité n°2 Je caractérise le mouvement d’un objet : ralenti, accéléré ou uniforme

Marie est folle de joie, elle part pour FantasticLand demain matin. Elle prend le TGV à la Gare Lyon Part Dieu et elle va arriver directement à Marne La Vallée.En montant dans le train, elle trouve par terre un drôle de graphique, perdu par un agent SNCF:

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 1150

20406080

100120140160180200220240260280

temps (en minutes)

vite

sse

(en

km/h

)

1) Que représente, à votre avis ce graphique?.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

2) Rédigez un texte, dans la cadre ci-dessous, qui expliquera le mouvement du TGV au cours de son voyage. (Bien préciser pour chacune des phases la durée, la vitesse, la nature du mouvement...)

3) Il manque une partie du graphique...Après renseignement auprès du contrôleur, Marie sait que le TGV roule à 250 km/h sur toute la dernière partie du trajet, avant de freiner jusqu’à arrêt complet pendant les 15 dernières minutes.Et en regardant son billet de train....Elle réussit à compléter la partie manquante.

A vous !

Départ : 8h30Arrivée : 10h20

Comment décrire les mouvements

Documents

Transcript of Comment décrire les mouvements