A. Mise en questionnement (travail à la maison après visionnage de la 1ère minute de film)








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TP 7

Mouvements et forces


Buts du TP.

Différencier les notions de force et de vitesse.

Situation-problème n°1: Comment faire prendre un virage à une bille?
On dispose d’une table, horizontale et d’une bille. Sur la table (sur une feuille posée sur la table !!) est dessinée une bande annulaire simulant un virage.

Le « défi » est le suivant :
Le test consiste à lancer à la main la bille et à tenter de lui faire parcourir la piste après l’avoir lâchée et cela sans qu’elle « rebondisse » sur la table ou sur d’autre objet.

- Pouvez-vous y parvenir?

- Si oui comment vous y êtes-vous pris?

- Si non pourquoi ?
Situation-problème n°2:
Comment pourriez-vous vous y prendre pour que cette bille parcourt la piste d’un mouvement circulaire uniforme après l’avoir lancé.

Vous pouvez imaginer différents dispositifs en groupe de 2, puis de 4, nous les comparerons et nous tenterons de réaliser celui qui s’avèrera le plus simple.



  1. La gravitation universelle



a.Mise en questionnement (travail à la maison après visionnage de la 1ère minute de film)


    1. Réflexion d’après diverses discussions et expérience du DVD

But : leur faire découvrir que la force (ici le poids) n’a d’action que sur la composante verticale (même direction que le poids) de la vitesse…

b.La force gravitationnelle, définition et relation




c.Interprétation en extrapolant aux mouvements des satellites (réflexion puis simulations sur ordinateurs)




IV-En conclusion : visualisation du film avec Charnoz :que retenez-vous ?

e.Principe d’inertie « utopique mais indispensable »


    1. Travail du physicien (approximations successives)

    2. Lancement de Cassini-Huygens


BO :








Quelques pistes d’utilisation du DVD « L’inertie en bobine ».

Objectifs d’apprentissage visés durant ces séances :

  • Formuler une hypothèse concernant un événement susceptible de se produire

  • Décrire une expérience

  • Rédiger une argumentation

  • Proposer une expérience susceptible de valider ou non une hypothèse



Ces activités mettent les élèves en situation-problème. Les objectifs sont :

  • Etudier les effets d’une force sur le mouvement d’un corps.

  • Corriger les représentations des élèves qui les conduisent la plupart du temps à confondre « force » et « vitesse ».

  • Introduire le principe d’inertie.



Plan :

  1. Travail à la maison de réflexion

  2. et III- Travail en groupe (de 2 à 4 élèves) sur hypothèses…




I- Questionnaire « élèves » après avoir visionner la première minute du film (énoncé du problème par Olivier)


  • Qu’en pensez-vous ? Où va donc tomber ce chat ?


Ajouter ici, un morceau de la BD avec chat en haut du mat…

Ceci est donné à faire « à la maison »… : vous pouvez interroger vos proches…

Il doivent s’appuyer sur connaissances antérieures

On attend des réponses précises et argumentées à l'aide de schémas représentant les réponses filmées.

II- Questionnaire après « débat des élèves » au foyer du lycée (durée : )


  • Relever les différents arguments

  • Dire ce que vous en pensez



On attend des réponses précises et argumentées à l'aide de schémas représentant les réponses filmées.

Après un temps de réflexion, la mise en commun du travail des différents groupes doit permettre de faire émerger les difficultés rencontrées par les élèves.
III- Proposition d’expérimentation après la discussion au foyer


  • Quelles expériences proposeriez-vous pour convaincre vos camarades ?

  • Proposez un protocole et les résultats que vous en attendez.


Pour le II et III : Travail en classe, par groupe de 2 ou 4 (matériel : transparents et feutres). Puis un apporteur du groupe donne ses arguments…Débat dans la classe entre les groupes et à l’intérieur de ces groupes !
Visionnage des expériences réalisées dans la cour du lycée.

  • A quel(s) problème(s) sont confrontés vos camarades filmés ?

  • Pensez-vous que l’idée de Nicolas soit bonne ? Pourquoi ?


Commentaire :

Les élèves filmés ont formulé des hypothèses (c’est-à-dire ici une prévision argumentée) concernant le point de chute de la balle (du chat). Tout le travail qui va suivre tourne autour de la valeur de l’argument donné par les élèves filmés et ceux repris par les élèves de la classe.
Ils doivent maintenant concevoir une expérience permettant de vérifier ou d’invalider leur hypothèse.
Les élèves eux-mêmes proposent presque toujours de photographier ou "de filmer" en vidéo le mouvement (cela a d’ailleurs été spontanément une idée des « acteurs »).


IV- Questionnaire après expériences à la Défense


  • Quel est le mouvement de la balle lâchée en roulant (en roller).


-L'enregistrement, effectué sans précautions particulières montre qu’à l’instant où la balle touche le sol, le point d’impact se trouve à la verticale du pied, c’est-à-dire à la verticale dans le référentiel du roller et non dans le référentiel terrestre.
Se pose alors la question de comprendre la nature du mouvement de la balle qui, manifestement n'est pas rectiligne et vertical.
On aurait pu repérer sur la vidéo, les positions successives de la balle telles que ci-dessous.




-Concernant le « jonglage » en roller, le professeur demande aux élèves, travaillant toujours par groupes de quatre, de réfléchir à la question suivante :
« Faire le schéma représentant les positions successives d’une des balles de jonglage au cours du mouvement »
On attend que les élèves tombent d’accord sur :




-Le professeur demande alors aux élèves, travaillant toujours par groupes de quatre, de réfléchir à la situation suivante :
« Et si, au lieu de lâcher la balle en roller, on l'avait lancée en restant immobile comme un projectile, qu’est-ce qui aurait été différent dans son mouvement ? »

Vous devez fournir une réponse précise et argumentée à l'aide d'un schéma.
Commentaire :

On s’attend à ce que certains pensent que dans ce cas les choses soient différentes, car "la balle a été lancée". En particulier, il n’est pas sûr que les élèves continuent à prévoir un mouvement uniforme en projection horizontale.
On fait l’expérience en classe (le mouvement n’est pas enregistré mais on leur fait « sentir » que « ce serait la même chose »


Conclusion :

Dans tous les cas, quelles que soient les conditions du lancement d’un projectile, la force qui s’applique à celui-ci (ici le poids de la balle)

  • modifie la vitesse dans sa propre direction (ici verticale : le mouvement est accéléré vers le bas) ;

  • n’agit pas dans la direction perpendiculaire (ici horizontale) : le mouvement est uniforme.


La conclusion de la séance est la suivante :


Une force peut agir sur la valeur de la vitesse et sur la direction du mouvement ; lorsque la force a la même direction que le mouvement, seule la valeur de la vitesse change.


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