ENSEIGNER
jeudi 21 septembre 2017
icar Vesion anglaise

THEME: L’Univers en mouvement et le temps
  -  Seconde (Seconde (prog. 2010) )  -  Physique

Activité 4: recherche de situations correspondant à un diagramme

 

Trouver une situation réelle différente de celles vues en cours (et qui ne fait pas intervenir un objet suspendu à un fil) correspondant à chacun des diagrammes ci-dessous.
Donner les éléments de la situation trouvée qui correspondent aux systèmes X, 1 et 2
en complétant le tableau.
Décrire la situation à l’aide d’une phrase.

Diagramme(1)

Situation réelle

X =

1 =

2 =

Diagramme (2)

Situation réelle

X =

1 =

2 =

3 =


But: recherche de situations correspondant à un diagramme

Il est important que les élèves puissent être capable de passer d'un diagramme à une situation réelle et de faire à l’aide d’une phrase un premier bilan des actions subies par un système. Ce passage d'une représentation modélisée à une situation effective n'est pas toujours facile mais indispensable pour la compréhension et l’appropriation du modèle. Voir dans le complément C2 un commentaire sur la double fonction d’une chronophotographie.
Pour éviter tout calcul compliqué choisir de préférence une échelle 1 à la rigueur 1/10.
Complément C2
La chronophotographie est plus qu'une photo habituelle, pour des raisons bien différentes : on a choisi la "bonne position" de l'appareil de photographie pour accéder à la trajectoire ; on va demander à l'élève d’y faire figurer la trajectoire du point choisi.
De ce fait il est nécessaire d'expliquer à l'élève comment la photo a été prise et que la méthode de la chronophotographie est adaptée car l'objet se déplace dans un plan.
Une chronophotographie implique au préalable, sans que cela soit dit à l’élève, ni même que l’enseignant en soit conscient, une analyse du mouvement et de la prise de vues. Le mouvement a lieu dans un plan qui doit impérativement être un plan frontal pour l’instrument d’optique et l’image obtenue doit être homothétique de la situation réelle. Si le mouvement n’était pas plan , si ce plan n’était pas un plan frontal et si le grandissement n’était pas le même pour tous les points (conditions de Gauss non remplies), le document serait inexploitable.
Le fait de choisir un stroboscope va d’autre part inciter à faire intervenir des intervalles de temps constants alors qu’un caméscope par exemple ne l’aurait pas suggéré aussi fortement.
Le fait de faire figurer des axes (pour la première fois dans l’activité 5) et de représenter la trajectoire sur le document le situe dans le monde des théories et des modèles. Mais le fait de mesurer des distances sur ce document le situe pendant une étape de l’analyse dans le monde des objets. Superposer ainsi le monde des théories et des modèles à celui des objets et exploiter le document en lui faisant jouer des rôles aussi différents ne pose aucun problème au professeur, au contraire, cela l’aide à analyser la situation expérimentale. Ce n’est pas aussi simple pour l’élève qui, lui, doit d’abord apprendre à bien différencier ces deux mondes avant d’être capable de les superposer. Le professeur a intérêt à expliciter le passage de l’un à l’autre. Il est probable que l’on aiderait l’élève si on prenait le temps de lui expliquer l’analyse qui a précédé la prise de vue chronophotographique et si on ne lui laissait pas croire que tout allait de soi. Cette réflexion concernant une chronophotographie est la conséquence de notre volonté de catégoriser en deux mondes.

Corrigé: recherche de situations correspondant à un diagramme

Par exemple : Diagramme 1 : toute situation d’un objet posé ou suspendu dans le champ de pesanteur. Diagramme 2 : toute situation d’un objet en mouvement sur un support (ajout des frottements de l’air) ou du type “ cerf-volant ”.

Comportement des élèves: recherche de situations correspondant à un diagramme

Pour les deux questions, les élèves ont fait preuve de beaucoup d'imagination. De plus, le modèle leur permet d’expliciter les choix effectués pour étudier les situations proposées (négliger les frottements de l’air par exemple). Le professeur pourra être amené à regrouper les situations proposées par les élèves en catégories (objets posés sur une table, objets qui roulent...).