ENSEIGNER
jeudi 21 septembre 2017
icar Vesion anglaise

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

Exercice 14: Exercice 14 (DS3)

 
On s'intéresse à différentes situations (présentées sur la première ligne du tableau). Remplir le tableau :


Une pierre suspendue à un élastique est tirée vers le bas puis lâchée. Elle se met en mouvement vers le haut.Un enfant est debout immobile sur le sol.Un palet relié à un point fixe par un fil tourne sur la glace en décrivant un cercle.Une dépanneuse tire une voiture en panne sur une route rectiligne à vitesse constante.
Système 1La pierreL'enfantLe paletLa voiture
Système 2L'élastiqueLe solLe filLa dépanneuse
Les forces qui s'exercent sur le système 1 se compensentVRAI
FAUX
VRAI
FAUX
VRAI
FAUX
VRAI
FAUX
Justification




La force exercée par le système 1 sur le système 2 est … que la force exercée par le système 2 sur le système 1.plus petite
plus grande
de même intensité
plus petite
plus grande
de même intensité
plus petite
plus grande
de même intensité
plus petite
plus grande
de même intensité
Justification






But: Exercice 14 (DS3)

Le but de cet exercice est de vérifier que les élèves savent utiliser, pour une même situation, les lois de la mécanique et le principe des actions réciproques.

Compétences testées dans cet exercice :
Connaître et savoir utiliser le principe des actions réciproques.
Connaître et savoir utiliser les quatre énoncés communément admis comme étant le principe d’inertie :
· Si un système est immobile ou s'il est en mouvement rectiligne uniforme (c'est-à-dire si sa vitesse et sa direction ne varient pas), alors les forces qui s'exercent sur le système se compensent.
· Si les forces qui s'exercent sur un système se compensent, alors le système est immobile ou est en mouvement rectiligne uniforme (c'est-à-dire que sa vitesse et sa direction ne varient pas).
· Si un système n'est ni immobile ni en mouvement rectiligne uniforme (c'est-à-dire si sa vitesse et/ou sa direction varient), alors les forces qui s'exercent sur le système ne se compensent pas.
· Inversement, si les forces qui s'exercent sur un système ne se compensent pas, alors le système n'est ni immobile ni en mouvement rectiligne uniforme (c'est-à-dire que sa vitesse et/ou sa direction varient).

Savoir: Exercice 14 (DS3)

Cet exercice présente l'avantage de mettre en parallèle le principe des actions réciproques et les lois de la mécanique.
En effet, une des difficultés des élèves est de considérer que la force de celui qui "fait bouger" sur celui qui bouge et la force de celui qui bouge sur celui qui "fait bouger" sont de même intensité. Cet exercice permet de voir qu'il existe en physique les lois de la mécanique qui permettent d'avoir une informations sur la somme des forces qui s'exercent sur un système donné en fonction du mouvement et le principe des actions réciproques qui s'applique indépendamment du mouvement et qui permet d'affirmer que la force exercée par A sur B et la force exercée par B sur A ont TOUJOURS même intensité.

Pour les questions sur les lois de la mécanique, on peut penser que la situation a plus délicate est celle du palet. En effet, certains élèves peuvent penser que la direction ne varie pas dans la cas d'un mouvement circulaire ("parce que c'est toujours le même mouvement") et que les forces vont se compenser. Un deuxième type d'erreur sur cette question serait d'appliquer le raisonnement suivant : "s'il y a mouvement alors les forces ne se compensent pas, s'il y a immoblité alors les forces se compensent".
Pour les questions sur le principe des actions réciproques, on peut s'attendre à ce que certains élèves indiquent seulement une même intensité dans le cas de l'immobilité (colonne 2) et indiquent dans tous les autres cas qu'une des deux forces est plus grande. On pourra essayer de comprendre le raisonnement utilisé pour voir quelle est la plus grande des deux forces.
Une confusion entre les lois de la mécanique et le principe des interactions pourraient aussi amener les élèves à répondre que les deux forces "réciproques" ont même intensité dans le cas d'un mouvement rectiligne uniforme.

Corrigé: Exercice 14 (DS3)


Une pierre suspendue à un élastique est tirée vers le bas puis lâchée. Elle se met en mouvement vers le haut.
Un enfant est debout immobile sur le sol.
Un palet relié à un point fixe par un fil tourne sur la glace en décrivant un cercle.
Une dépanneuse tire une voiture en panne sur une route rectiligne à vitesse constante.
Système 1
La pierre
L'enfant
Le palet
La voiture
Système 2
L'élastique
Le sol
Le fil
La dépanneuse
Les forces qui s'exercent sur le système 1 se compensent
FAUX
VRAI
FAUX
VRAI
Justification
D’après les lois de la mécanique, si un système n’est ni immobile ni en mouvement rectiligne uniforme, alors les forces qui s’exercent sur lui ne se compensent pas. Or la pierre a un mouvement non uniforme donc les forces qui s’exercent sur le système pierre ne se compensent pas
D’après les lois de la mécanique, si un système est immobile ou en mouvement rectiligne uniforme, alors les forces qui s’exercent sur lui se compensent. Or l’enfant est immobile donc les forces qui s’exercent sur le système pierre se compensent.
D’après les lois de la mécanique, si un système n’est ni immobile ni en mouvement rectiligne uniforme, alors les forces qui s’exercent sur lui ne se compensent pas. Or le palet a un mouvement circulaire donc les forces qui s’exercent sur le système palet ne se compensent pas.
D’après les lois de la mécanique, si un système est immobile ou en mouvement rectiligne uniforme, alors les forces qui s’exercent sur lui ne se compensent pas. Or la voiture a un mouvement rectiligne uniforme donc les forces qui s’exercent sur le système pierre se compensent.
La force exercée par le système 1 sur le système 2 est … que la force exercée par le système 2 sur le système 1.
de même intensité
de même intensité
de même intensité
de même intensité
Justification
D’après le principe des interactions, les deux forces ont la même intensité.
D’après le principe des interactions, les deux forces ont la même intensité.
D’après le principe des interactions, les deux forces ont la même intensité.
D’après le principe des interactions, les deux forces ont la même intensité.