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1_2_DP_1 Classe de 1°C ou D – Documents professeur pour les activités dirigées

1_2_DP_1 Classe de 1°C ou D – Documents professeur pour les activités dirigées n°1 chapitre 1 Repérage d'un point. Cinématique du point Durée 2 heures ou plus (cela vaut le coup de s’y attarder) Place dans la progression Nous sommes au début du premier chapitre de mécanique. Il démarre sur ces activités dirigées. Matériel nécessaire Un mètre ruban de 5 mètres ou plus. Un dictionnaire. Calebasses, machine d’Atwood, bicyclette, ficelle, … (voir le contexte des activités décrites dans la fiche 1_1_AE_1) De quoi s'agit-il ? Note préalable importante : les exercices basés sur l’équation horaire d’un mouvement rectiligne ou circulaire, uniforme ou uniformément varié n’ont pas un grand intérêt en classe de première (parce qu’il y a bien d’autres choses, habituellement négligées, à faire et parce que ce n’est pas au programme de cette classe…). Oubliez-les un moment ! Plusieurs types d’activités, habituellement délaissées, sont souhaitables ; nous insisterons ainsi davantage sur elles. Nous ne parlerons pas ici des exercices classiques comme les changements d’unité de m/s en km/h et inversement (qui sont importants mais qui prennent souvent trop de place au détriment d’activité plus profondes et pourvoyeuses de sens). I- DESCRIPTION LINGUISTIQUE D’UN MOUVEMENT Il s’agit d’aborder, sous forme d’exercices et d’activités dirigées par l’enseignant, la description d’un mouvement en utilisant, à terme, l’intégralité du vocabulaire classique sur les mouvements. Il ne s’agit plus ici de calculer mais d’utiliser un vocabulaire adéquat et précis pour qualifier un mouvement. Ce type d’activité qualitative et langagière est essentiel mais largement négligé dans la pratique observée des classes (et pas seulement en Afrique…) Chantier pédagogique du lycée d'État des rapides - BANGUI – RCA hpsprca@free.fr Daniel KRAUSS - Alain Pépin LOUMOUNDJI - Honoré TOUNGOUYASSET 1 sur 9 1_2_DP_1 En annexe, un tableau regroupe une centaine de mots qui constituent de façon quasi exhaustive le vocabulaire spécifique de la cinématique qualitative. Plusieurs types d’activités sont possibles :  On se donne un mouvement connu des élèves (ils peuvent se le représenter dans leur petit « cinéma » personnel) : on peut soit l’évoquer, soit le réaliser soit le visualiser (film, bande vidéo) puis on le décrit linguistiquement en utilisant obligatoirement le vocabulaire contenu dans une liste donnée.  Même chose mais avec interdiction de se servir de certains mots (pour obliger à utiliser des synonymes par exemple) Exemples :  On demande de décrire une chute libre sans vitesse initiale : « On lâche l’objet qui descend verticalement en accélérant progressivement. Arrivé au contact du sol, il s’arrête brutalement au cours du choc » « On lâche l’objet à une certaine altitude au-dessus du sol, son altitude diminue progressivement et en même temps, sa vitesse augmente » « Dès qu’on a lâché l’objet, il se met à descendre en accélérant »  On demande de décrire le mouvement d’un ballon de football qui vient d’être dégagé par le gardien de but : « Au début, le ballon monte en ralentissant. Juste après être arrivé au maximum de la trajectoire, il commence à redescendre en accélérant progressivement et finit par percuter brutalement le sol après avoir parcouru une grande distance sur le terrain »  On demande de décrire le mouvement des divers parties mobiles de la machine d’Atwood : « A gauche, l’objet le plus lourd descend en accélérant doucement tandis que, à droite, le plus léger monte de la même façon. La poulie se met à tourner de plus en plus vite dans le sens inverse des aiguilles d’une montre » Nous avons pu constater que ce genre d’activités passionne les élèves (le mot n’est pas trop fort). Il n’est pas interdit de réaliser les activités en présence du professeur de Français (« réaliser avec » ne signifie pas « sous-traiter »…) Il ne s’agit surtout pas d’apprendre par cœur des définitions ânonnées. On redéfinira au cas par cas les termes utiles rencontrés dans les activités. Il peut être utile de commenter quelques subtilités ou excès langagiers (selon le point de vue où on se place). Par exemple, l’usage du mot chute en physique (par exemple lorsqu’on dit que « la lune est en chute libre vers la terre ») II- SIMULATION DE REPÉRAGE OU DE MOUVEMENT : Certains exercices de la fiche d’exercices permettent une activité impliquant le professeur d’histoire géographie. Voir par exemple, l’exercice contextualisé n°4 (Ouagadougou et Bangui). Cet exercice Chantier pédagogique du lycée d'État des rapides - BANGUI – RCA hpsprca@free.fr Daniel KRAUSS - Alain Pépin LOUMOUNDJI - Honoré TOUNGOUYASSET 2 sur 9 1_2_DP_1 est plutôt difficile et long (il n’est pas raisonnable de le donner à faire aux élèves chez eux). Par contre, il est très riche et permet d’explorer de façon très concrète des concepts peu évidents (repérage sur une sphère, latitude et longitude, échelles de représentation, proportionnalité, distances sur une carte…). A ce propos, nous tenons à la disposition de qui en ferait la demande, un fichier Excel contenant les longitudes et latitudes des limites (frontières, cotes) de tous les pays africains avec environ 5000 points référencés. Le fichier compacté a une taille de 280 ko. Enfin, il est des situations qu’il est intéressant de simuler par des activités d’extérieur. C’est le cas de certains mouvements de type planétaire. Avec de la ficelle, on peut réaliser facilement à l’extérieur de la classe de telles simulations. L’élève de gauche, noté S, joue le rôle du soleil. Il est relié à l’élève du centre par une corde assez longue. Il ne doit pas se déplacer, ni bouger. L’élève du centre, noté T, joue le rôle de la terre. Il doit tourner lentement autour de S et, en même temps tourner rapidement autour de lui-même. L’élève de gauche, noté L, joue le rôle de la lune. Il est relié par une corde à T. Il doit tourner moyennement vite autour de T en le regardant toujours. De plus, il est très profitable que chacun des trois élèves joue successivement le rôle de la terre, de la lune et du soleil. Pendant ce temps, les autres assistent autour et, si possible, monte observer la simulation vue de haut. Y a-t-il une meilleure façon d’introduire la relativité des mouvements sans partir dans un discours abscons ? Citons le mathématicien et philosophe René THOM : « Tous les grands progrès théoriques proviennent de la capacité des inventeurs à se mettre dans la peau des choses, pour pouvoir s’identifier par empathie à n’importe quelle entité du monde extérieur. Cette espèce d’identification transforme un phénomène objectif en une sorte d’expérience concrète et mentale ». Ajoutons enfin que ces d’activités ne sont pas réservées aux élèves. On peut en réaliser certaines avec profit en formation continue des enseignants… III- LES ASPECTS QUANTITATIFS : Bien sûr, il ne faut pas complètement négliger les savoir-faire en terme de changement d’unités, de manipulation de la relation v = d/t. Cela nécessite la réalisation d’un nombre suffisant d’exercices calculatoires et il faut les faire. Par contre, il serait dommage de passer tout le temps consacré aux exercices à ce type d’activité : il y a mieux à faire ! La fiche d’exercice ne comporte qu’un seul de ces exercices (ce n’est pas cela qui manque dans les livres). Cet exercice est taillé sur mesure pour tenter de convaincre les élèves de s’abstraire des Chantier pédagogique du lycée d'État des rapides - BANGUI – RCA hpsprca@free.fr Daniel KRAUSS - Alain Pépin LOUMOUNDJI - Honoré TOUNGOUYASSET 3 sur 9 1_2_DP_1 formules en les plaçant dans une situation où l’application automatique de v = d/t amène à la confusion et donc à l’erreur. Un conseil, donnez cet exercice à faire en classe en temps limité. Vous déterminerez vous-mêmes la proportion d’élèves qui écrivent h/j j.24 365 km 150.10 v 6  Vous méditerez le résultat… Une remarque pour finir : il semble que beaucoup d’enseignants de tout niveau « interdisent » aux élèves d’écrire les unités des valeurs utilisées dans les calculs. Évidemment personne n’est capable de justifier par des arguments solides une telle interdiction (sinon pour rendre encore plus difficile le contrôle d’homogénéité dans les étapes intermédiaires du calcul et donc rendre les erreurs plus fréquentes…). N’hésitez pas à écrire systématiquement les unités de chaque valeur dans un calcul ! Quelques questions et réponses Certains livres définissent la vitesse instantanée dans un mouvement rectiligne en utilisant l’écriture        2 ) t ( d ) t ( d ) t ( v . Est ce la même chose que t ) t ( d ) t t ( d ) t ( v      ? Voir en annexe 2 à la fin de ce document une étude détaillée de cette question qui vaut la peine d’être développée… Est-il utile de parler de référentiel dans le chapitre consacré à la cinématique ? En classe de première, il est raisonnable de répondre non pour deux raisons :  La notion de référentiel est difficile à définir et à comprendre à ce niveau sin on veut la distinguer de celle de repère (classe d’équivalence uploads/Geographie/ 1-2-dp-1.pdf