ENSEIGNER
mercredi 22 novembre 2017
icar Vesion anglaise

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

Exercice 6: Lancer de balle (DS2)

 
Une personne lance une balle verticalement.
1. Faites le schéma des forces qui s'exercent sur la balle quand la personne lance la balle.
Indiquez sur le schéma le sens du mouvement de la balle.
2. Faites le schéma des forces qui s'exercent sur la balle quand la balle monte dans l'air.
Indiquez sur le schéma le sens du mouvement de la balle.

But: Lancer de balle (DS2)

Le but de cet exercice est de vérifier que les élèves savent représenter un schéma des forces dans le cas d'une balle lancée dans les airs. Il reprend un peu l'activité du médecine-ball en distinguant notamment la phase de lancer de la phase de montée.

Compétences testées dans cet exercice :
Savoir identifier les systèmes interagissant avec un système donné. Savoir qu’à toute interaction correspond une force exercée sur le système choisi.
Savoir décrire et/ou représenter une force (origine, direction et longueur).
Il s'agit ici de passer de la description en langue naturelle d'une situation matérielle à la représentation du schéma des forces. Le sens du mouvement est demandé afin de vérifier que les élèves ont bien interpréter l'énoncé et n'ont pas considéré un autre type de lancer. De plus, le sens du mouvement permet de déterminer le sens de la force exercée par l'air le cas échéant.

Savoir: Lancer de balle (DS2)

Cet exercice permet de vérifier que les élèves savent faire un schéma des forces.
Pour cela, ils doivent réussir plsuieurs étapes :
- identifier les forces ;
- les représenter correctement (direction et sens) ;
- les légender correctement (en indiquant le système qui exerce la force et le système sur lequel la force est exercée).

C'est donc les trois principales sources d'erreurs.
Pour l'identification des forces, la principale difficulté est de ne pas indiquer la force exercée par le lanceur dans le cas de la montée (et donc de n'indiquer aucune force vers le haut alors que la balle monte). On peut aussi penser que les élèves n'indiqueront pas la force exercée par la Terre (éventuellement dans les deux situations) car le mouvement n'est pas vers le bas. Quant à la force exercée par l'air, si le critère donné pendant l'enseignement est qu'il faut l'indiquer dès qu'il y a mouvement, alors les élèves devront l'indiquer dans les deux situations.
Pour les caractéristiques des forces, on peut penser que certains élèves pourront orienter la force exercée par la Terre ou apr l'air vers le haut dans la situation de la balle en train de monter afin que la résultante des forces ait le même sens que le mouvement.
Pour les légendes des forces, les erreurs les plus classiques sont : "Terre", "gravité", "Terre/balle", "FT" (dans le cas de la force execée par la Terre sur la balle).

Comportement des élèves: Lancer de balle (DS2)


Les élèves peuvent avoir du mal à savoir si c'est la force exercée par le lanceur ou la force exercée par la Terre qui est la plus grande au moment où le lanceur lance la balle. Ce point n'a pas été encore abordée dans le cours.

Nous prenons ici l'exemple d'un élève qui a représenté la force exercée par le lanceur (vers le haut) plus grande que la force exercée par la Terre (vers le bas). Du point de vue du physicien cette réponse est correcte puisqu'on peut considérer que pendant la phase de lancer, la balle accélère et que la résultante des forces est donc une force verticale vers le haut. Il est intéressant de voir comment un élève qui n'a pas encore étudié les lois de la mécanique justifie sa réponse.

Vidéo

Corrigé: Lancer de balle (DS2)

1. Faites le schéma des forces qui s'exercent sur la balle quand la personne lance la balle.
Indiquez sur le schéma le sens du mouvement de la balle.


2. Faites le schéma des forces qui s'exercent sur la balle quand la balle monte dans l'air.
Indiquez sur le schéma le sens du mouvement de la balle.

Exercice n° 6: Lancer de balle (DS2)

Cet élève justifie sa réponse par le mouvement que va suivre la balle au moment de la phase de montée, c'est-à-dire la phase qui suit la phase de lancer qu'il est en train d'étudier. Pour lui, si la balle continue de monter c'est que le lanceur a exercé une force plus grande que la force exercée par la Terre. Si au contraire, la balle tombe dès qu'on la lâche, c'est que la force exercée par la Terre est plus grande.

(Double-cliquez sur la vidéo pour la lancer)

I : donc euh alors si t’arrives à la lancer en hauteur que elle elle
R : donc la ben
I : est-ce que dans une autre condition t’aurais eu celle-là enfin celle qui est vers le haut plus petite
R : ben si la si la comment dire si la personne en lançant la balle et ben la la balle elle était attirée directement vers la Terre la j’aurais mis que la force exercée par la main était plus petite
I : tu peux le faire par exemple avec un stylo enfin les les deux cas différents
R : je le fais sur celui non
I : non non enfin juste le le geste justement le lancer
R : ah enfin
I : tu vois
R : ben par exemple si si quand je le lance dès que je le lâche
I : ouais
R : et ben elle est directement attirée par la Terre
I : d’accord elle elle monte elle monte pas euh
R : voilà elle di- directement elle descend
I : d'accord