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date de publication31.03.2018
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FICHE 1

PRÉSENTATION


Titre

Rame, rame, rameurs, ramez…

Type d'activité

Activités expérimentales

Objectifs de l’activité

Mettre en œuvre une démarche expérimentale pour interpréter un mode de propulsion par réaction à l’aide d’un bilan qualitatif de quantité de mouvement.

Références par rapport au programme

Cette activité illustre le thème

Comprendre / Lois et modèles

et le sous thème

Temps, mouvement et évolution
en classe de Terminale S





Notions et contenus
Conservation de la quantité de mouvement d'un système isolé

Compétences attendues

Mettre en œuvre une démarche expérimentale pour interpréter un mode de propulsion par réaction à l’aide d’un bilan qualitatif de quantité de mouvement.

Conditions de mise en œuvre

Prérequis : Aucun

Durée : 2 heures

Contraintes matérielles : salle de TP / vidéoprojecteur / liste matériel dans la fiche 2

Remarques


Cette activité prend sa place avant de définir la quantité de mouvement .

2 heures avec les exemples visionnés. 1H30 peut suffire si on reporte ce visionnage.

Chaque groupe de travail peut manipuler avec du matériel différent pour multiplier les exemples.

Travail envisagé par groupe de 3 ou 4 élèves.

Auteur


M.ECOCHARD

Académie de LYON



FICHE 2

LISTE DU MATÉRIEL

Rame, rame, rameurs, ramez…


Le matériel nécessaire aux manipulations disposé sur la paillasse du professeur.


  • Pas d'expériences professeur

  • Ordinateur et vidéoprojecteur.


Le matériel nécessaire aux manipulations élèves disposé sur un chariot à l'écart en début de séance. Par exemple le matériel nécessaire à la réalisation des dispositifs suivants.


  • Ballon de baudruche fixé sur support roulant.

  • Dispositif flottant associé au ballon de baudruche.

  • Lance patate (support roulant + élastique tendu avec fil de coton à brûler + pomme de terre ou balle de ping-pong lestée).

  • 2 palets (avec surcharges possibles) sur table à coussin et/ou banc à coussin d'air relié par un ressort.

  • Tourniquet hydraulique (bouteille d'eau minérale renversée et percée de 3 ou 4 trous à sa base, suspendue par un fil à une potence ; à chaque trou est adapté une paille coudée).

  • Medecine-ball


On pourra ajouter à ces dispositifs des surcharges qui permettront une variation de masse d'une des parties des systèmes.

Remarque: il est probable que si on met à disposition du matériel pour créer un dispositif flottant, celui-ci va être choisi par le premier groupe qui va se présenter compte-tenu de la situation déclenchante. Personnellement, je ne le proposerai pas au départ pour obliger les élèves à aller plus loin dans leur réflexion et faire une analogie avec d'autres situations.

FICHE 3
Fiche pour le professeur


Activité par groupe de 3 ou 4.

Matériel caché pour la première étape du travail seulement.
Situation déclenchante:
Merveilleux site que la plage de galets d'Etretat !

Sur les galets, une barque… malheureusement sans rames.
Comment allez-vous faire pour vous approcher en barque de l'aiguille en restant complètement au sec ?


Consignes orales.

Travail par groupe.

Réflexion pour aboutir à une hypothèse de travail.

Activité expérimentale pour valider ou non cette hypothèse.

Conclusion de l'activité par mise en commun des travaux de chaque groupe et institutionnalisation des nouveaux savoirs.

Organisation de l'activité indiquée sur fiche élève ou sur écran:
Après dialogue, par écrit,

Proposer une solution à la question posée.

Formuler également une hypothèse pour expliquer, en termes de physique, comment la barque avance.

Présenter votre écrit au prof.
Gestion de la séance:


  • Le professeur après avoir pris connaissance de l'écrit du groupe donne le feu vert pour aller voir quel matériel est mis à disposition et faire son choix pour construire une manip permettant de vérifier l'hypothèse émise.




  • Pendant la phase expérimentale, le prof peut donner des conseils pratiques pour mener à bien la construction du dispositif.




  • Par ses interventions le professeur favorise la réflexion au sein des groupes pour qu'il apparaisse qu'en expulsant de la matière du système, le reste du système est projeté en sens inverse.


Chaque groupe doit finalement être amené à dire

  • qu'il faut considérer 2 sous-systèmes dans le système étudié.

  • qu'en éjectant vers l'arrière du mouvement de la matière (sous-système1) alors le reste de la matière (sous-système2) est propulsé vers l'avant.


On peut admettre que le travail est terminé:

  • si les termes "éjection de matière", "avant" et "arrière" apparaissent de façon cohérente dans une phrase.


Pour les groupes les plus rapides, on pourra proposer un travail sur l'influence de la masse.
Mise en commun: chaque groupe présente sa manip, donne sa phrase de conclusion.
Institutionnalisation: le professeur reformule avec un vocabulaire adapté et généralise.
Pour conclure: le CNES propose une vidéo de 4mn30 sur la propulsion d'une fusée et le déplacement de la barque par jet de pierres.

http://www.dailymotion.com/video/x32g7i_action-reaction_news

D'autres vidéos sur le Net illustrent différentes situations similaires…

FICHE 4
Fiche ÉlÈve


Rame, rame, rameurs, ramez…

Merveilleux site que la plage de galets d'Etretat !

Sur les galets, une barque… malheureusement sans rames.
Comment allez-vous faire pour vous approcher en barque de l'aiguille en restant complètement au sec ?


Après dialogue, par écrit, proposer une solution à la question posée.

Formuler également une hypothèse pour expliquer, en termes de physique, comment la barque avance.

Présenter votre écrit au prof.

Dans le matériel proposé sur chariot, choisir du matériel qui permette de vérifier l'hypothèse de travail. Réaliser les manipulations pour valider ou infirmer l'hypothèse.

Après réalisation, conclure sur votre hypothèse et formuler une phrase qui exprime pourquoi la barque avance.


Auteur : M. ECOCHARD Académie de LYON

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