ENSEIGNER
mercredi 22 novembre 2017
icar Vesion anglaise

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

Exercice 1: Course de voiture

 

Deux voitures télécommandées, une verte et une violette, se déplacent en ligne droite sur un
rail de 3 mètres en partant chacune d'une extrémité.

Les deux voitures démarrent au même moment. Elles se rencontrent à une distance d'un mètre
de l'extrémité gauche du rail, et s'arrêtent.

(a) Comment caractériseriez-vous le mouvement de chacune des voitures dans le référentiel
terrestre sur l'ensemble du parcours ?
Cochez la case lorsque vous pensez que la proposition est correcte.


voiture vertevoiture violette
Elle a un mouvement rectiligne uniforme.
Elle a un mouvement rectiligne non uniforme

(b) Quelle a été la voiture qui a la vitesse la plus grande dans le référentiel terrestre ?
Cochez la case qui correspond à la réponse que vous jugez correcte.

La voiture verte.
La voiture violette.
Les deux voitures ont la même vitesse.

(c) Justifiez la réponse à la question (b) :
.......................................................................................................................
.......................................................................................................................
.......................................................................................................................


Comportement des élèves: Course de voiture

De nombreux élèves se sont trompés lors de la caractérisation du mouvement des voitures, et plus particulièrement de la voiture verte (cf. "statistiques"). On peut penser que les élèves n'ont pas utilisé le bon critère pour dire si le mouvement de chaque voiture était ou non uniforme.

Nous prenons ici l'exemple d'une élève qui a répondu que la voiture verte avait un mouvement rectiligne uniforme et que la voiture violette avait un mouvement rectiligne non uniforme.

Nous proposons un extrait vidéo qui permet de mieux comprendre la difficulté de l'élève.

Vidéo

Corrigé: Course de voiture

(a) Comment caractériseriez-vous le mouvement de chacune des voitures dans le référentiel terrestre sur l'ensemble du parcours ?
Les deux voitures ont un mouvement rectiligne non uniforme puisque les voitures démarrent et s’arrêtent (elles vont donc accélérer et ralentir à un moment de leurs parcours).

(b) Quelle a été la voiture qui a la vitesse la plus grande dans le référentiel terrestre ?

La voiture qui a la vitesse la plus grande dans le référentiel terrestre est la voiture violette.

(c) Justifiez la réponse à la question (b) :

Entre le moment où les deux voitures démarrent (elles démarrent au même moment) et le moment où les deux voitures s’arrêtent (elles se rencontrent), le même laps de temps s’est écoulé et la voiture violette a parcouru une distance deux fois plus grande que la voiture verte. La vitesse moyenne étant égale à la distance parcourue divisée par la durée mise pour parcourir cette distance, la vitesse moyenne de la voiture violette est deux fois plus grande que la vitesse moyenne de la voiture verte.


But: Course de voiture

Cet exercice met en jeu une situation de course de voiture afin de vérifier que les élèves savent comparer la vitesse de deux mobiles. Une question sur la description du mouvement a été rajoutée.

Compétences testées dans cet exercice :
Question a.
Compétence : Être capable de décrire le mouvement d’un point dans un référentiel donné en termes de direction, sens et vitesse. Cas particulier des mouvements rectiligne, circulaire et uniforme.
Il s'agit ici de passer de la description d'une situation en langue naturelle accompagnée d'un schéma (présentés dans l'énoncé) à la description du mouvement avec les termes du modèle.

Questions b et c.
Compétence : Connaître et utiliser la définition de la valeur de la vitesse d’un point.
Il s'agit ici de comparer la vitesse de deux voitures afin de déterminer quelle est celle qui a la vitesse la plus grande. Pour justifier sa réponse, l'élève doit utiliser la définition de la vitesse en faisant intervenir la distance parcourue par chacune des deux voitures (les distanes parcourues sont différentes) et la durée mise pour parcourir cette distance (la durée est la même pour les deux voitures).


Savoir: Course de voiture

Cet exercice met en jeu une situation classique : une course de voiture. La particularité de la situation est que les voitures ne partent pas du même endroit mais se dirigent l'une vers l'autre. Les caractéristiques de la course sont que les voitures partent au même moment et s'arrêtent au même moment (quand elles se recontrent). Le temps est donc une constante et c'est la voiture qui aura parcouru la plus grande distance dans cet intervalle de temps qui aura eu la vitesse la plus grande. Même si ce n'est pas une situation de course très classique, on peut penser que déterminer la voiture qui a la plus grande vitesse ne devrait pas poser de problème aux élèves.
La fait de demander aux élèves de décrire le mouvement des voitures en termes d'uniforme ou non uniforme permet de tester une compétence au programme dans le cas d'un exercice où l'on demande habituellement aux élèves d'appliquer leurs connaissances sur la vitesse moyenne. Cela peut donc les destabiliser.

On peut s'attendre à différents types d'erreur :
- les élèves peuvent penser que les deux voitures n'ont pas le même mouvement et donner des réponses différentes pour la question a.
- les élèves peuvent donner une justification incomplète à la question c du type : "la voiture violette parcourt une plus grande distance" ou "les voitures partent en même temps et la voiture violette va plus loin".
- les élèves peuvent enfin utiliser un vocabulaire non adapté tel que "la vitesse accélère".

Exercice n° 1: Course de voiture

Nous regardons ici l'exemple d'une élève qui a répondu correctement à l'ensemble du devoir exceptée cette question. L'extrait d'entretien montre qu'elle connaît la définition d'uniforme mais qu'elle ne l'applique pas correctement.

(Double-cliquez sur la vidéo pour la lancer)

L : parce que j’ai pensé vu qu’elles partent au même moment
I : hm hm
L : donc euh la voiture violette elle a dû accélérer d’un coup
I : hm ouais
L : donc euh c’est pour ça que j’ai mis qu’elle était non uniforme et elle elle est partie euh ouais elle aurait pu accélérer aussi bon ben je sais pas
I : d’accord donc t’as l’impression qu’en tout cas c’est ça qui t’a fait mettre non uniforme
L : ouais
I : pour la violette c’est qu’elle a dû accélérer euh plus pour pouvoir aller plus vite et parcourir une grande distance
L : ouais et qu’elle elle a plutôt pris son temps et que
I : d’accord et alors uniforme ça veut dire quoi
L : ben uniforme ça veut dire que sa vitesse elle reste euh (geste) pareille
I : ouais d’accord